DE102016222040A1 - Mikrofluidische Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Mikrofluidische Vorrichtung (1) umfassend zumindest: mindestens eine Aufnahmekammer (2) zur Aufnahme einer flüssigen Probe (3), mindestens einen Anschluss (4) zum Einfüllen der flüssigen Probe (3) in die Aufnahmekammer (2), wobei der Anschluss (4) mit einem Deckel (5) verschließbar ist, mindestens einen Entlüftungskanal (6), über welchen von der flüssigen Probe (3) in der Aufnahmekammer (2) verdrängte Luft entweichen kann, und mindestens eine Detektionseinheit (7) zur Analyse der flüssigen Probe (3).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrofluidische Vorrichtung zur Analyse einer flüssigen Probe.
  • Aus der DE 10 2010 031 212 A1 ist ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines Mehrlagensystems, bzw. eines Produktes aus mehreren Materialschichten bekannt. Weiterhin ist aus der DE 10 2011078 770 A1 eine mikrofluidische Vorrichtung bekannt, die aus mehreren Schichten eines Polymermaterials gebildet sein kann. Außerdem ist aus der DE 10 2008 002 336 A1 ein mikrofluidischer Chip umfassend ein Quetschventil bekannt, welcher ebenfalls aus mehreren Schichten eines Polymermaterials gebildet sein kann.
  • Hiervon ausgehend wird eine mikrofluidische Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs beschrieben. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der mikrofluidischen Vorrichtung möglich.
  • Bei der mikrofluidischen Vorrichtung kann es sich insbesondere um ein sogenanntes „Lab on a Chip“ handeln. Ein solches „Lab on a Chip“ ist dazu bestimmt und eingerichtet, biochemische Prozesse durchzuführen. Das bedeutet, dass Funktionalitäten eines makroskopischen Labors z. B. in ein Kunststoffsubstrat integriert werden. Die mikrofluidische Vorrichtung kann z. B. Kanäle, Reaktionskammern, vorgelagerte Reagenzien, Ventile, Pumpen und/oder Aktuations-, Detektions- und Steuereinheiten aufweisen. Die mikrofluidische Vorrichtung kann ermöglichen, biochemische Prozesse vollautomatisch zu prozessieren. Damit können z. B. Tests an der flüssigen Probe durchgeführt werden. Derartige Tests können z. B. in der Medizin Anwendung finden.
  • Der Begriff „mikrofluidisch“ bezieht sich hier vor allem auf die Größenordnung der mikrofluidischen Vorrichtung. Die Mikrofluidische Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den darin angeordneten fluidischen Kanälen und Kammern physikalische Phänomene relevant sind, die im Allgemeinen der Mikrotechnik zugeordnet werden. Hierzu zählen beispielsweise Kapillareffekte, Effekte (insbesondere mechanische Effekte) die im Zusammenhang Oberflächenspannungen des Fluids stehen. Hinzu zählen weiterhin Effekte wie Thermophorese und Elektrophorese. Diese Phänomene sind in der Mikrofluidik üblicherweise dominant gegenüber Effekten wie der Schwerkraft Die Mikrofluidische Vorrichtung kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass sie zumindest teilweise mit einem schichtweisen Verfahren hergestellt ist und Kanäle zwischen Schichten des Schichtaufbaus angeordnet sind. Der Begriff „mikrofluidisch“ kann auch über die Querschnitte innerhalb der Vorrichtung charakterisiert werden, welche zur Führung des Fluids dienen. Üblich sind beispielsweise Querschnitte im Bereich von 100 µm [Mikrometer] mal 100 µm bis hin zu 800 µm mal 800 µm.
  • Um die flüssige Probe in die mikrofluide Vorrichtung einzubringen, wird die flüssige Probe zunächst in die mindestens eine Aufnahmekammer der mikrofluidischen Vorrichtung eingebracht. Bei der Aufnahmekammer handelt es sich um einen Raum, der vorzugsweise einen Anschluss zum Einbringen der Probe hat.
  • Die flüssige Probe kann durch den Anschluss in die Aufnahmekammer eingebracht werden. Bei dem Anschluss handelt es sich bevorzugt um eine Öffnung der Aufnahmekammer, die an einer Oberseite der Aufnahmekammer angeordnet ist (bei einer üblichen Orientierung der mikrofluidischen Vorrichtung). Durch die Gravitation bedingt, kann die flüssige Probe so durch den Anschluss in die Aufnahmekammer gelangen. Bevorzugt ist ein Deckel vorgesehen, mit welchem der Anschluss verschlossen werden kann, wenn die Probe in die Aufnahmekammer eingebracht ist. Der Deckel ist vorzugsweise zumindest teilweise mit einem elastischen oder teilelastischen Material gebildet (wie z. B. mit Polypropylen). Dies kann ein Abdichten der Aufnahmekammer für die flüssige Probe begünstigen. Der Deckel kann zum Abdichten bevorzugt in den Anschluss gedrückt bzw. gequetscht werden.
  • Die mindestens eine Detektionseinheit ist vorzugsweise dazu bestimmt und eingerichtet, die weiter oben beschriebenen biochemischen Prozesse eines „Lab on Chip“-Konzepts vollautomatisch zu prozessieren. Unter der Detektionseinheit kann jede Anordnung von Kanälen, Reaktionskammern, vorgelagerten Reagenzien, Ventilen, Pumpen und/oder Aktuations-, Detektions- und Steuereinheiten verstanden werden, die zur automatisierten (oder auch halbautomatisierten) Durchführung eines chemischen, insbesondere biochemischen Prozesses geeignet ist. Besonders bevorzugt ist die Detektionseinheit als ein Teil für ein „Lab on a chip“ ausgeführt.
  • Die Detektionseinheit kann insbesondere auch mit weiteren Detektionseinrichtungen zusammen wirken, um einen Analyseprozess durchzuführen. Eine solche weitere Detektionseinrichtung ist beispielsweise ein Laborsystem, welches zur Analyse von Proben mit der vorliegenden mikrofluidischen Vorrichtung zusammenwirkt. Die Detektionseinheit kann in diesem Sinne auch als Schnittstelle zu einer Detektionseinrichtung bzw. einem Laborsystem ausgeführt sein.
  • Die Detektionseinheit ist vorzugsweise derart mit der Aufnahmekammer verbunden, dass die flüssige Probe von der Aufnahmekammer in die Detektionseinheit gelangen kann. Besonders bevorzugt kann dabei durch einen Nutzer der mikrofluidischen Vorrichtung kontrolliert werden, zu welchem Zeitpunkt dies geschieht.
  • Daher ist zwischen der Detektionseinheit und der Aufnahmekammer vorzugsweise eine Ventilanordnung vorgesehen. Nur bei Betätigung der Ventilanordnung kann die flüssige Probe von der Aufnahmekammer in die Detektionseinheit gelangen. Die Betätigung der Ventilanordnung kann beispielsweise manuell (insbesondere mittels Drücken auf eine vorgesehene Stelle der mikrofluidischen Vorrichtung) oder automatisch (durch einen entsprechenden Steuerbefehl an die mikrofluidische Vorrichtung) erfolgen. Ansonsten dient die Ventilanordnung als eine Barriere, insbesondere als ein kapillarer Stopp. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass die flüssige Probe (ganz oder teilweise) durch Gravitations- und/oder Fliehkräfte ungewollt in die Detektionseinheit gelangt. Derartige Kräfte können insbesondere bei einer Bewegung (wie z. B. einem Kippen) der mikrofluidischen Vorrichtung auftreten.
  • Auch beim Zudrücken des Deckels wird vorzugsweise verhindert, dass die flüssige Probe ungewollt (d. h. insbesondere frühzeitig) in die Detektionseinheit gelangt. Das bedeutet, dass insbesondere verhindert werden soll, dass die flüssige Probe vor Betätigung der vorzugsweise vorhandenen Ventilanordnung von der Aufnahmekammer in die Detektionskammer gelangen kann (z. B. weil die Ventilanordnung einem Druck in der Aufnahmekammer nicht standhalten kann). Bei der beschriebenen mikrofluidischen Vorrichtung kann dies verhindert werden, ohne dass der Deckel besonders klein oder besonders steif ausgeführt werden muss (so dass das Zudrücken nur eine kleine Volumenänderung der Aufnahmekammer bewirken würde). Dies liegt an dem mindestens einen Entlüftungskanal. Wird der Deckel zugedrückt, kann Luft aus der Aufnahmekammer durch den mindestens einen Entlüftungskanal aus der Aufnahmekammer austreten. Dadurch kann ein Druckanstieg in der Aufnahmekammer durch das Zudrücken des Deckels verringert oder sogar vermieden werden.
  • Der Entlüftungskanal ist eine Verbindung zwischen der Aufnahmekammer und der Umgebung der mikrofluidischen Vorrichtung, durch welchen Luft aus der Aufnahmekammer entweichen kann. Dabei wird vorzugsweise verhindert, dass auch die flüssige Probe (ganz oder teilweise) entweichen kann. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Entlüftungskanal an einer Oberseite der Aufnahmekammer angeordnet ist (bezogen auf die übliche Orientierung der mikrofluidischen Vorrichtung relativ zur Gravitation).
  • Zusätzlich ist in einer bevorzugten Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung vorgesehen, dass der Entlüftungskanal einen Auslaufschutz aufweist, welcher verhindert, dass die flüssige Probe durch den Entlüftungskanal aus der mikrofluidischen Vorrichtung austritt.
  • Der Auslaufschutz kann z. B. derart ausgeführt sein, dass die flüssige Probe in der Aufnahmekammer zurückgehalten wird, während Luft durch den Auslaufschutz durchtreten kann. Auch kann der Auslaufschutz derart ausgeführt sein, dass der Auslaufschutz zumindest einen Teil der flüssigen Probe aufnehmen kann. Der so von dem Auslaufschutz aufgenommene Teil der flüssigen Probe steht zwar nicht mehr zu Analysezwecken zur Verfügung, kann aber zumindest nicht aus der mikrofluidischen Vorrichtung austreten.
  • Durch den Auslaufschutz kann die mikrofluidische Vorrichtung auch aus ihrer üblichen Orientierung heraus gedreht werden, ohne dass die flüssige Probe (ganz oder teilweise) ausläuft.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung umfasst der Auslaufschutz eine Stufe, welche ein sich beim Einfüllen der flüssigen Probe ergebender Flüssigkeitsspiegel der flüssigen Probe nicht überschreitet.
  • In dieser Ausgestaltungsform des Auslaufschutzes wird die Gravitation ausgenutzt. Durch einen Verlauf des Entlüftungskanals mit einer Stufe (insbesondere einen nichtgeradlinigen Verlauf des Entlüftungskanals) kann erreicht werden, dass zumindest eine kleine Menge der flüssigen Probe vom Austreten aus der Aufnahmekammer gehindert wird. Hierbei wird beispielsweise die Gravitation genutzt, welche verhindert, dass die flüssige Probe über die Stufe gelangt. Darüber hinaus können auch Kapillarkräfte genutzt werden, welche an einer Stufe des Entlüftungskanals besonders ausgeprägt sind und die Probe innerhalb der Aufnahmekammer halten können und ein Eindringen der Probe in den Entlüftungskanal verhindern können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung umfasst der Auslaufschutz zumindest ein flüssigkeitsabsorbierendes Material in dem Entlüftungskanal.
  • In dieser Ausgestaltungsform des Auslaufschutzes kann ein Austreten der flüssigen Probe aus der Aufnahmekammer derart verhindert werden, dass der Teil der flüssigen Probe, der gegebenenfalls in den Entlüftungskanal gelangt ist, absorbiert wird. Vorzugsweise ist der Auslaufschutz auch nach dem Absorbieren einer Flüssigkeit zumindest teilweise luftdurchlässig. Insbesondere ist bevorzugt, dass der Auslaufschutz auch bei Sättigung (d. h. nach Absorption einer maximal absorbierbaren Flüssigkeitsmenge) für die flüssige Probe undurchlässig ist. Das kann auch dadurch erfolgen, dass der Auslaufschutz durch Flüssigkeitskontakt den Entlüftungskanal vollständig verschließt. Bei dem flüssigkeitsabsorbierenden Material kann es sich beispielsweise um ein Granulat handeln, welches sich bei Flüssigkeitskontakt in einen festen oder gelartigen Zustand umwandelt. Bevorzugt ist, wenn auch nach einem vollständigen Verschließen des Entlüftungskanals, noch eine Luftdurchlässigkeit bestehen bleibt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung umfasst der Auslaufschutz zumindest einen Filter in dem Entlüftungskanal.
  • Der Filter ist vorzugsweise porös ausgeführt, sodass die flüssige Probe nicht durch den Filter hindurchtreten kann, während Luft durch den Filter hindurchtreten kann. Z. B. kann der Filter als eine Membran, insbesondere als eine Teflonmembran ausgeführt sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die mikrofluidische Vorrichtung weiterhin einen Ansaugmechanismus, mit welchem zumindest ein Teil der flüssigen Probe in eine Analysekammer der mikrofluidischen Vorrichtung gesaugt werden kann.
  • Dieser Ansaugmechanismus ist bevorzugt Teil der bereits vorgestellten Ventilanordnung zwischen der Aufnahmekammer und der Detektionseinheit bzw. zwischen der Aufnahmekammer und der Analysekammer. Die Analysekammer ist vorzugsweise Bestandteil der Detektionseinheit. In der Analysekammer kann beispielsweise eine chemische Reaktion und/oder eine biochemische Reaktion mit der flüssigen Probe stattfinden. Dazu kann die flüssige Probe z. B. mit weiteren Substanzen (wie z. B. Testsubstanzen) in der Analysekammer vermischt werden. Der Ansaugmechanismus dient dazu, die flüssige Probe aus der Aufnahmekammer in die Analysekammer zu leiten. Der Ansaugmechanismus kann z. B. eine Pumpe, Ventile und/oder Kanäle umfassen. Auch die weiter oben beschriebene Ventilanordnung zwischen der Aufnahmekammer und der Detektionseinheit kann Teil des Ansaugmechanismus sein. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Ansaugmechanismus ein ungewolltes (d. h. insbesondere frühzeitiges) Übertreten der flüssigen Probe in die Detektionseinheit verhindern kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung umfasst der Ansaugmechanismus ein veränderliches Volumen, welches zumindest abschnittsweise von einer elastischen Membran begrenzt wird, wobei durch eine Verformung der elastischen Membran ein Unterdruck in dem veränderlichen Volumen erzeugt werden kann.
  • Der Ansaugmechanismus in dieser Ausführungsform ist vorzugsweise nach Art eines Quetschventils ausgeführt. Durch (wiederholtes) Verformen des veränderlichen Volumens kann die flüssige Probe in die Analysekammer gesaugt werden. Das veränderliche Volumen kann z. B. von Umwandungen aus einem flexiblen Material (insbesondere aus Kunststoff) definiert sein. Durch Verformen der elastischen Membran kann das veränderliche Volumen verkleinert oder vergrößert werden. Das Verformen der elastischen Membran kann insbesondere durch manuelle Einwirkung durch einen Nutzer der mikrofluidischen Vorrichtung erfolgen.
  • Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigt:
    • 1: eine Querschnittsansicht einer mikrofluidischen Vorrichtung.
  • 1 zeigt eine mikrofluidische Vorrichtung 1 umfassend Aufnahmekammer 2 zur Aufnahme einer flüssigen Probe 3. Außerdem umfasst die mikrofluidische Vorrichtung 1 einen Anschluss 4 zum Einfüllen der flüssigen Probe 3 in die Aufnahmekammer 2. Der Anschluss 4 ist mit einem Deckel 5 verschlossen. Weiterhin umfasst die mikrofluidische Vorrichtung 1 einen Entlüftungskanal 6, über welchen von der flüssigen Probe 3 in der Aufnahmekammer 2 verdrängte Luft entweichen kann. Weiterhin umfasst die mikrofluidische Vorrichtung 1 eine (hier nicht vollständig gezeigte) Detektionseinheit 7 zur Analyse der flüssigen Probe 3. Diese Detektionseinheit 7 ist hier nur schematisch angedeutet. Die Detektionseinheit 7 kann eine Vielzahl von Komponenten, wie Ventile, Pumpen, Kammern und Sensoren umfassen.
  • Der Entlüftungskanal 6 weist einen Auslaufschutz 8 auf, welcher verhindert, dass die flüssige Probe 3 durch den Entlüftungskanal 6 aus der mikrofluidischen Vorrichtung 1 austritt. Der Auslaufschutz 8 umfasst eine Stufe 9, welche ein sich beim Einfüllen der flüssigen Probe 3 ergebender Flüssigkeitsspiegel 16 der flüssigen Probe 3 nicht überschreitet. Dies bezieht sich insbesondere auf eine übliche Orientierung der mikrofluidischen Vorrichtung 1, welche in dieser Darstellung gezeigt ist. Der Auslaufschutz 8 umfasst weiterhin ein flüssigkeitsabsorbierendes Material 10 in dem Entlüftungskanal 6. Zusätzlich umfasst der Auslaufschutz 8 einen Filter 11 in dem Entlüftungskanal 6.
  • Weiterhin umfasst die mikrofluidische Vorrichtung 1 eine Ventilanordnung 16, die die Aufnahmekammer 2 von einer Detektionseinheit 7 abtrennt und die hier schematisch angedeutet ist. Üblicherweise ist mindestens eine Analysekammer 13 Bestandteil der Detektionseinheit 7. Die Ventilanordnung kann einen Ansaugmechanismus 12 umfassen, mit welchem zumindest ein Teil der flüssigen Probe 3 in eine Analysekammer 13 der mikrofluidischen Vorrichtung 1 gesaugt werden kann. Der Ansaugmechanismus 12 umfasst ein veränderliches Volumen 14, welches von einer elastischen Membran 15 begrenzt wird. Durch eine Verformung der elastischen Membran 15 kann ein Unterdruck in dem veränderlichen Volumen 14 erzeugt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010031212 A1 [0002]
    • DE 102011078770 A1 [0002]
    • DE 102008002336 A1 [0002]

Claims (8)

  1. Mikrofluidische Vorrichtung (1) umfassend zumindest: - mindestens eine Aufnahmekammer (2) zur Aufnahme einer flüssigen Probe (3), - mindestens einen Anschluss (4) zum Einfüllen der flüssigen Probe (3) in die Aufnahmekammer (2), wobei der Anschluss (4) mit einem Deckel (5) verschließbar ist, - mindestens einen Entlüftungskanal (6), über welchen von der flüssigen Probe (3) in der Aufnahmekammer (2) verdrängte Luft entweichen kann, und - mindestens eine Detektionseinheit (7) zur Analyse der flüssigen Probe (3).
  2. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Entlüftungskanal (6) einen Auslaufschutz (8) aufweist, welcher verhindert, dass die flüssige Probe (3) durch den Entlüftungskanal (6) aus der mikrofluidischen Vorrichtung (1) austritt.
  3. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Auslaufschutz (8) eine Stufe (9) umfasst, welche ein sich beim Einfüllen der flüssigen Probe (3) ergebender Flüssigkeitsspiegel (16) der flüssigen Probe (3) nicht überschreitet.
  4. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Auslaufschutz (8) zumindest ein flüssigkeitsabsorbierendes Material (10) in dem Entlüftungskanal (6) umfasst.
  5. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Auslaufschutz (8) zumindest einen Filter (11) in dem Entlüftungskanal (6) umfasst.
  6. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Detektionseinheit (7) und der Aufnahmekammer (2) eine Ventilanordnung (16) vorgesehen.
  7. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche weiterhin umfassend einen Ansaugmechanismus (12), mit welchem zumindest ein Teil der flüssigen Probe (3) in eine Analysekammer (13) der mikrofluidischen Vorrichtung (1) gesaugt werden kann.
  8. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei der Ansaugmechanismus (12) ein veränderliches Volumen (14) umfasst, welches zumindest abschnittsweise von einer elastischen Membran (15) begrenzt wird, wobei durch eine Verformung der elastischen Membran (15) ein Unterdruck in dem veränderlichen Volumen (14) erzeugt werden kann.
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3799742A (en) * 1971-12-20 1974-03-26 C Coleman Miniaturized integrated analytical test container
US5230866A (en) * 1991-03-01 1993-07-27 Biotrack, Inc. Capillary stop-flow junction having improved stability against accidental fluid flow
US5764356A (en) * 1995-11-15 1998-06-09 Nihon Medi-Physics Co., Ltd. Trace liquid detecting and analyzing device
US6325975B1 (en) * 1997-08-27 2001-12-04 Arkray, Inc. Suction generating device and sample analysis apparatus using the same
DE20221001U1 (de) * 2002-01-28 2004-09-23 Eppendorf Ag Stapelanordnung von Reaktionsgefäßen
WO2009024916A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vent design for biosensor cartridge
US20090181411A1 (en) * 2006-06-23 2009-07-16 Micronics, Inc. Methods and devices for microfluidic point-of-care immunoassays
DE102008002336A1 (de) 2008-06-10 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Quetschventil und Verfahren zu dessen Herstellung
US20110319279A1 (en) * 2005-06-06 2011-12-29 Avantra Biosciences Corporation Assays Based on Liquid Flow Over Arrays
DE102010031212A1 (de) 2010-07-12 2012-01-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagensystems sowie entsprechendes Mehrlagensystem
DE102011078770A1 (de) 2011-07-07 2013-01-10 Robert Bosch Gmbh Mikrofluidische Vorrichtung, mikrofluidisches System und Verfahren zum Transport von Fluiden
US8486350B2 (en) * 2008-05-09 2013-07-16 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Microchip, microchip liquid supply system, and microchip liquid supply method
US8568668B2 (en) * 2007-12-10 2013-10-29 Shimadzu Corporation Micro droplet operation device and reaction processing method using the same
US9272277B2 (en) * 2013-02-15 2016-03-01 Honeywell International Inc. Capillary groove for isobaric waste entry
DE102015101106A1 (de) * 2015-01-27 2016-07-28 Biflow Systems Gmbh Mikrofluidikvorrichtung und Verfahren zur Flussbeeinflussung einer Flüssigkeit in einer Mikrofluidikvorrichtung

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3799742A (en) * 1971-12-20 1974-03-26 C Coleman Miniaturized integrated analytical test container
US5230866A (en) * 1991-03-01 1993-07-27 Biotrack, Inc. Capillary stop-flow junction having improved stability against accidental fluid flow
US5764356A (en) * 1995-11-15 1998-06-09 Nihon Medi-Physics Co., Ltd. Trace liquid detecting and analyzing device
US6325975B1 (en) * 1997-08-27 2001-12-04 Arkray, Inc. Suction generating device and sample analysis apparatus using the same
DE20221001U1 (de) * 2002-01-28 2004-09-23 Eppendorf Ag Stapelanordnung von Reaktionsgefäßen
US20110319279A1 (en) * 2005-06-06 2011-12-29 Avantra Biosciences Corporation Assays Based on Liquid Flow Over Arrays
US20090181411A1 (en) * 2006-06-23 2009-07-16 Micronics, Inc. Methods and devices for microfluidic point-of-care immunoassays
WO2009024916A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vent design for biosensor cartridge
US8568668B2 (en) * 2007-12-10 2013-10-29 Shimadzu Corporation Micro droplet operation device and reaction processing method using the same
US8486350B2 (en) * 2008-05-09 2013-07-16 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Microchip, microchip liquid supply system, and microchip liquid supply method
DE102008002336A1 (de) 2008-06-10 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Quetschventil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102010031212A1 (de) 2010-07-12 2012-01-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagensystems sowie entsprechendes Mehrlagensystem
DE102011078770A1 (de) 2011-07-07 2013-01-10 Robert Bosch Gmbh Mikrofluidische Vorrichtung, mikrofluidisches System und Verfahren zum Transport von Fluiden
US9272277B2 (en) * 2013-02-15 2016-03-01 Honeywell International Inc. Capillary groove for isobaric waste entry
DE102015101106A1 (de) * 2015-01-27 2016-07-28 Biflow Systems Gmbh Mikrofluidikvorrichtung und Verfahren zur Flussbeeinflussung einer Flüssigkeit in einer Mikrofluidikvorrichtung

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