DE102017217179A1

DE102017217179A1 - Mikrofluidisches System oder mikrofluidische Einrichtung und Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung

Info

Publication number: DE102017217179A1
Application number: DE102017217179.0A
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Priewasser; Devin Martin
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-03-28
Also published as: JP6682747B2; JP2019058902A; US20190091649A1; US11559974B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung (30) mit wenigstens einem Kanal (20). Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Basisschicht (7), ein Bereitstellen einer verformbaren Zwischenschicht (13), ein Bereitstellen einer Deckfolie (4) und ein Schichten der Basisschicht (7), der Zwischenschicht (13) und der Deckfolie (4), so dass eine hintere Oberfläche der Zwischenschicht (13) an einer vorderen Oberfläche der Basisschicht (7) angebracht wird und eine hintere Oberfläche (4b) der Deckfolie (4) an einer vorderen Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13), die deren hinterer Oberfläche gegenüberliegt, angebracht wird, wodurch eine Schichtstruktur ausgebildet wird, welche die Basisschicht (7), die Zwischenschicht (13) und die Deckfolie (4) aufweist. Ferner umfasst das Verfahren ein Aufbringen von Druck auf die vordere Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13) durch die Deckfolie (4), so dass die Zwischenschicht (13) verformt wird, wodurch der wenigstens eine Kanal (20) ausgebildet wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein mikrofluidisches System oder eine mikrofluidische Einrichtung (30), das oder die durch dieses Verfahren hergestellt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung mit wenigstens einem Kanal. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein mikrofluidisches System oder eine mikrofluidische Einrichtung mit wenigstens einem Kanal.
Technischer Hintergrund
Mikrofluidische Systeme und Einrichtungen werden allgemein in verschiedenen technischen Gebieten verwendet, wie zum Beispiel medizinischen Anwendungen, der Biotechnologie, der chemischen Verfahrenstechnik, der Umweltanalyse, der Lebensmittelqualitätsanalyse, Messgeräten, dem Analysegebiet und der Herstellung flexibler Elektronik. Insbesondere werden mikrofluidische Systeme und Einrichtungen, wie zum Beispiel Micro-Total-Analysis-Systeme (µ-TAS) und Labs-on-a-chip (LOC), für Mikroreaktoren und Mikroanalysesysteme verwendet.
Solche Systeme und Einrichtungen bieten den Vorteil, dass durch Ausnutzung von deren Raum im Mikrobereich die erforderliche Menge von Versuchsmaterialien und der entstehende Umfang der Abfallentsorgung erheblich verringert werden können. Die Systeme und Einrichtungen sind leicht zu lagern und zu transportieren, und es sind keine großen Versuchsanlagen notwendig. Ferner sind Reaktionen, die im Mikrobereich solcher Systeme und Einrichtungen stattfinden, wodurch die Verwendung einer geringen Menge einer Probe ermöglicht wird, üblicherweise sehr schnell, so dass die erforderliche Versuchszeit erheblich verringert wird.
Allgemein bestehen solche mikrofluidischen Systeme und Einrichtungen aus Glas, wie zum Beispiel Borosilikatglas oder Quarzglas, aus Polydimethylsiloxan(PDMS)-Harz oder aus Kunststoff. Diese Materialien werden üblicherweise durch Verwendung von Fotolithographie, Sandstrahlen, Lasernuten, Laserbohren, Nassätzen, Heißprägen oder dergleichen bearbeitet, insbesondere mit einem oder mehreren mikrofluidischen Kanälen versehen.
Jedoch erfordern solche bekannten Herstellverfahren mikrofluidischer Systeme und Einrichtungen allgemein einen erheblichen Kostenaufwand. Zum einen sind die zu verwendenden Materialien, wie zum Beispiel Glas, oftmals teuer und schwer zu bearbeiten. Zum anderen erfordern Verfahren wie Fotolithographie, Lasernuten und Laserbohren die Verwendung komplizierter und kostenaufwendiger Bearbeitungsgeräte. Außerdem sind viele der bekannten Herstellverfahren unflexibel, das heißt schwer an unterschiedliche System- und Einrichtungsausgestaltungen anzupassen, wodurch die Herstellkosten weiter erhöht werden.
Falls Prägeverfahren, wie zum Beispiel Heißprägen, zum Ausbilden eines oder mehrerer mikrofluidischer Kanäle in einem zu bearbeitenden Substrat verwendet werden, treten häufig Probleme bezüglich einer Verformung der Kanäle und/oder Substratmaterialrückständen an den Prägegeräten auf. Diese Probleme schränken die Genauigkeit der Kanalabmessungen, die durch solche Verfahren erreicht werden kann, stark ein, wodurch diese für Anwendungen, die klar definierte Kanäle erfordern, ungeeignet werden.
Daher besteht weiterhin ein Bedarf nach einem kosteneffizienten und zuverlässigen Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung, das es ermöglicht, einen oder mehrere Kanäle mit einem hohen Maß an Genauigkeit auszubilden.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kosteneffizientes und zuverlässiges Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung bereitzustellen, das es ermöglicht, einen oder mehrere Kanäle mit einem hohen Maß an Genauigkeit auszubilden. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, ein durch ein solches Verfahren hergestelltes mikrofluidisches System oder eine durch ein solches Verfahren hergestellte mikrofluidische Einrichtung bereitzustellen. Diese Ziele werden durch ein Herstellverfahren mit den technischen Merkmalen des Anspruchs 1 und ein mikrofluidisches System oder eine mikrofluidische Einrichtung mit den technischen Merkmalen des Anspruchs 18 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung folgen aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung mit wenigstens einem Kanal bereit. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Basisschicht, ein Bereitstellen einer verformbaren Zwischenschicht, ein Bereitstellen einer Deckfolie und ein Schichten der Basisschicht, der Zwischenschicht und der Deckfolie, so dass eine hintere Oberfläche der Zwischenschicht an einer vorderen Oberfläche der Basisschicht angebracht wird und eine hintere Oberfläche der Deckfolie an einer vorderen Oberfläche der Zwischenschicht, die deren hinterer Oberfläche gegenüberliegt, angebracht wird, wodurch eine Schichtstruktur ausgebildet wird, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist. Ferner umfasst das Verfahren ein Aufbringen von Druck auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht durch die Deckfolie, so dass die Zwischenschicht verformt wird, wodurch der wenigstens eine Kanal ausgebildet wird.
Der wenigstens eine Kanal ist dafür eingerichtet, Versuchsmaterialien und Proben aufzunehmen, die zu behandeln und/oder zu analysieren sind. Der wenigstens eine Kanal kann dafür eingerichtet sein, zu behandelnde und/oder zu analysierende Versuchsmaterialien und Proben zu transportieren. Der wenigstens eine Kanal ist ein mikrofluidischer Kanal. Der wenigstens eine Kanal kann eine Länge aufweisen, die größer als eine Breite des wenigstens einen Kanals ist. Insbesondere kann die Länge des wenigstens einen Kanals wenigstens doppelt so groß wie die Breite des wenigstens einen Kanals, vorzugsweise wenigstens dreimal so groß wie die Breite des wenigstens einen Kanals und bevorzugter wenigstens viermal so groß wie die Breite des wenigstens einen Kanals sein.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung, das oder die durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wird, umfasst die Schichtstruktur, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, wobei der wenigstens eine Kanal so in der Schichtstruktur vorliegt, dass dieser zu der Seite der Deckfolie offen ist.
In dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der wenigstens eine Kanal ausgebildet, indem Druck auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht durch die Deckfolie aufgebracht wird, so dass die Zwischenschicht verformt wird. Der Druck wird somit nicht direkt auf die vordere Oberfläche der verformbaren Zwischenschicht aufgebracht. Vielmehr wird der Druck indirekt, das heißt über die Deckfolie, auf die vordere Oberfläche der verformbaren Zwischenschicht aufgebracht. Die Deckfolie ist zwischen einem Druckaufbringmittel zum Aufbringen von Druck auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht, wie zum Beispiel einem Stempel, einer Form oder einem Formwerkzeug, und der Zwischenschicht angeordnet. Daher kommt das Druckaufbringmittel in dem Vorgang des Verformens der Zwischenschicht nicht in direkten Kontakt mit der Zwischenschicht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Material der verformbaren Zwischenschicht nicht an dem Druckaufbringmittel anhaftet oder hängenbleibt, wodurch das Auftreten von Rückständen des Materials der verformbaren Zwischenschicht an dem Druckaufbringmittel und eine Verformung des wenigstens einen Kanals zuverlässig vermieden werden. Deshalb kann der wenigstens eine Kanal mit einem hohen Maß an Genauigkeit, zum Beispiel mit Mikrometergenauigkeit, ausgebildet werden. Außerdem werden ungewünschte Schwankungen der Abmessungen des wenigstens einen Kanals verhindert, so dass ein zuverlässiges Herstellverfahren erreicht wird.
Ferner werden keine teuren und schwer zu bearbeitenden Materialien, wie zum Beispiel Glas, beispielsweise Borosilikatglas oder Quarzglas, und keine komplizierten, kostenaufwendigen Bearbeitungsgeräte, die für Verfahren wie Fotolithographie, Lasernuten und Laserbohren erforderlich sind, benötigt. Vielmehr wird der wenigstens eine Kanal ausgebildet, indem auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht Druck aufgebracht wird, wodurch die Verwendung einfacher Druckaufbringmittel, wie zum Beispiel Stempel, Formen oder Formwerkzeuge, ermöglicht wird. Da keine Rückstände des Materials der verformbaren Zwischenschicht an dem Druckaufbringmittel auftreten, kann dessen betriebliche Lebensdauer erheblich verlängert werden und werden die Wartungs- und Reparaturkosten minimiert. Somit wird ein kosteneffizientes Herstellverfahren bereitgestellt.
Außerdem kann das Verfahren gemäß der Erfindung in einfacher Weise an verschiedene System- und Einrichtungsausgestaltungen angepasst werden, indem das Druckaufbringmittel geeignet modifiziert wird.
Daher stellt die vorliegende Erfindung ein kosteneffizientes und zuverlässiges Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung bereit, das es ermöglicht, einen oder mehrere Kanäle mit einem hohen Maß an Genauigkeit auszubilden.
Die Deckfolie kann aufweitbar sein. Insbesondere kann die Deckfolie auf das Doppelte ihrer ursprünglichen Größe oder mehr, vorzugsweise auf das Dreifache ihrer ursprünglichen Größe oder mehr und bevorzugter auf das Vierfache ihrer ursprünglichen Größe oder mehr aufweitbar sein.
Das Verfahren kann ferner ein Aufweiten der Deckfolie umfassen.
Die Deckfolie kann aufgeweitet werden, wenn der Druck durch die Deckfolie auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht wird.
Durch Verwendung einer aufweitbaren Deckfolie, insbesondere einer Deckfolie, die auf das Dreifache oder Vierfache ihrer ursprünglichen Größe oder mehr aufweitbar ist, kann der wenigstens eine Kanal mit einem besonders hohen Maß an Genauigkeit ausgebildet werden. Zum Beispiel kann auf diese Weise besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass die Deckfolie dem Profil eines Druckaufbringmittels, wie zum Beispiel eines Stempels, einer Form oder eines Formwerkzeugs, dicht folgt, so dass der wenigstens eine Kanal mit besonders hoher Genauigkeit ausgebildet wird.
Die Zwischenschicht kann durch einen äußeren Impuls, wie zum Beispiel UV-Strahlung, Wärme, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, härtbar sein. In diesem Fall härtet die Zwischenschicht beim Aufbringen des äußeren Impulses darauf zumindest bis zu einem gewissen Grad aus. Die Zwischenschicht kann so ausgelegt sein, dass sie nach dem Aushärten einen steifen, harten Zustand erreicht. Zum Beispiel kann die Zwischenschicht aus einem härtbaren Harz, einem härtbaren Haftmittel, einem härtbaren Gel oder dergleichen ausgebildet sein. Die Verwendung eines solchen Materials für die Zwischenschicht ermöglicht es, den wenigstens einen Kanal in einer besonders einfachen und effizienten Weise auszubilden.
Bevorzugte Beispiele UV-härtender Harze zur Verwendung als Zwischenschicht in dem Herstellverfahren gemäß der Erfindung sind ResiFlat von DISCO Corporation und TEMPLOC von DENKA.
Das Verfahren kann ferner ein Aufbringen des äußeren Impulses auf die Zwischenschicht, um so die Zwischenschicht auszuhärten, nachdem der wenigstens eine Kanal ausgebildet wurde, umfassen. Auf diese Weise kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass die Abmessungen des wenigstens einen Kanals während der gesamten betrieblichen Lebensdauer des mikrofluidischen Systems oder der mikrofluidischen Einrichtung aufrechterhalten werden. Daher wird ein besonders robustes und stabiles mikrofluidisches System oder eine besonders robuste und stabile mikrofluidische Einrichtung bereitgestellt.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie zuerst geschichtet werden, wodurch die Schichtstruktur, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, ausgebildet wird. Nachfolgend, nach dem Ausbilden der Schichtstruktur, kann durch die Deckfolie Druck auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht werden, so dass die Zwischenschicht verformt wird, wodurch der wenigstens eine Kanal ausgebildet wird. Somit wird der wenigstens eine Kanal in der Schichtstruktur ausgebildet.
Auf diese Weise kann das Herstellverfahren in einer besonders einfachen und effizienten Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Schichtstruktur, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, vorab vorbereitet, zur späteren Verwendung gelagert und, wenn erforderlich, zur Herstellung eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung verwendet werden. Die Schichtstruktur kann daher in großen Mengen hergestellt werden, so dass deren Herstellung hinsichtlich sowohl der Zeit als auch der Kosten besonders effizient wird.
Alternativ kann während des Ausbildens der Schichtstruktur, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, Druck durch die Deckfolie auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht werden, so dass die Zwischenschicht verformt wird, wodurch der wenigstens eine Kanal ausgebildet wird.
Zum Beispiel kann durch Verwendung eines Druckaufbringmittels, das eine Basis, wie zum Beispiel ein Basissubstrat, und einen oder mehrere Vorsprünge, die von der Basis hervorstehen, beispielsweise von einer ebenen Oberfläche der Basis hervorstehen, aufweist, Druck auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht werden. In diesem Fall wird der wenigstens eine Kanal ausgebildet, indem der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge in die Zwischenschicht gedrückt wird oder werden, so dass die Zwischenschicht verformt wird. Vor dem Drücken des einen Vorsprungs oder der mehreren Vorsprünge in die Zwischenschicht kann die Deckfolie auf eine Seite oder Oberfläche der Basis, von welcher der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge hervorsteht oder hervorstehen, wie zum Beispiel eine Vorderseite der Basis, aufgebracht oder an dieser angebracht werden. Insbesondere kann die Deckfolie auf diese Seite oder Oberfläche der Basis so aufgebracht oder an dieser so angebracht werden, dass sie dem Profil der Vorsprünge folgt.
Es wird besonders bevorzugt, dass die Deckfolie kompressibel, elastisch, flexibel und/oder biegsam ist. Auf diese Weise kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass sich die Deckfolie dem Profil der Vorsprünge anpasst.
Nachfolgend kann die Seite oder Oberfläche der Basis, welche die darauf aufgebrachte oder daran angebrachte Deckfolie aufweist, gegen die Zwischenschicht gedrückt werden, wodurch die Zwischenschicht durch die Deckfolie verformt wird, so dass der wenigstens eine Kanal ausgebildet wird, und gleichzeitig die Schichtstruktur ausgebildet wird.
In diesem Fall kann die Deckfolie mit einem besonders hohen Maß an Genauigkeit auf die Seite oder Oberfläche der Basis, von welcher der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge hervorsteht oder hervorstehen, aufgebracht oder an dieser angebracht werden, wodurch die Genauigkeit, mit welcher der wenigstens eine Kanal ausgebildet wird, weiter erhöht wird.
Zum Beispiel kann der Schritt des Aufbringens oder Anbringens der Deckfolie an dem Druckaufbringmittel in einer Vakuumkammer durchgeführt werden. Insbesondere kann die Deckfolie durch Verwendung einer Vakuumlaminiereinrichtung an dem Druckaufbringmittel aufgebracht oder angebracht werden. Bei einer solchen Vakuumlaminiereinrichtung wird das Druckaufbringmittel zum Beispiel auf einem Einspanntisch in einer Vakuumkammer in einem Zustand angeordnet, in dem eine Rückseite der Basis mit einer oberen Oberfläche des Einspanntischs in Kontakt steht und eine Vorderseite der Basis, von welcher der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge hervorsteht oder hervorstehen, nach oben gerichtet ist. Die an der Basisvorderseite anzubringende Deckfolie kann an deren Umfangsabschnitt durch einen Rahmen, wie zum Beispiel einen ringförmigen Rahmen, gehalten und oberhalb der Basisvorderseite in der Vakuumkammer angeordnet werden. Ein oberer Teil der Vakuumkammer, der oberhalb des Einspanntischs und des Rahmens angeordnet ist, ist mit einer Lufteinlassöffnung versehen, die durch eine aufweitbare Gummimembran geschlossen ist.
Nachdem das Druckaufbringmittel und die Deckfolie in die Vakuumkammer geladen wurden, wird die Kammer ausgepumpt und der Gummimembran durch die Lufteinlassöffnung Luft zugeführt, wodurch bewirkt wird, dass sich die Gummimembran in die ausgepumpte Kammer aufweitet. Auf diese Weise wird die Gummimembran nach unten in die Vakuumkammer bewegt, so dass sie die Deckfolie gegen die Basisvorderseite drückt. Daher kann die Deckfolie dicht an der Basisvorderseite angebracht werden, so dass sie dem Profil der Vorsprünge folgt. Alternativ kann die Gummimembran durch einen weichen Stempel oder eine weiche Walze ersetzt werden. Nachfolgend wird das Vakuum in der Vakuumkammer gelöst und die Deckfolie durch den Überdruck in der Vakuumkammer in ihrer Position an der Basisvorderseite gehalten.
Das Verfahren kann ein Erwärmen der Deckfolie während und/oder nach dem Aufbringen der Deckfolie auf die Vorderseite der Basis umfassen. Die Deckfolie kann durch den Erwärmvorgang erweicht werden, wodurch besonders zuverlässig gewährleistet wird, dass die Folie sich der Topographie der Basisvorderseite anpasst.
Der Erwärmvorgang kann dazu dienen, die Deckfolie an der Vorderseite der Basis anzubringen. Insbesondere kann durch den Erwärmvorgang eine Anbringkraft zwischen Deckfolie und Basis erzeugt werden. Die Anbringung der Deckfolie an der Basis kann in dem Erwärmvorgang selbst und/oder in einem nachfolgenden Vorgang des Abkühlenlassens der Deckfolie bewirkt werden. Zum Beispiel kann die Deckfolie durch den Erwärmvorgang erweicht werden. Beim Abkühlen, zum Beispiel auf deren Anfangstemperatur, kann die Deckfolie sich wieder erhärten, zum Beispiel so dass ein Formschluss und/oder ein Stoffschluss mit der Basis erzeugt wird.
Die Deckfolie kann bis zu einer Temperatur von 180 °C oder mehr, vorzugsweise bis zu einer Temperatur von 220 °C oder mehr und bevorzugter bis zu einer Temperatur von 250 °C oder mehr wärmebeständig sein.
Die Deckfolie kann auf eine Temperatur in dem Bereich von 60 °C bis 150 °C, vorzugsweise 70 °C bis 140 °C, bevorzugter 80 °C bis 130 °C und noch bevorzugter 90 °C bis 120 °C erwärmt werden. Besonders bevorzugt wird die Deckfolie auf eine Temperatur von annähernd 100 °C erwärmt.
Die Deckfolie kann über eine Zeitdauer in dem Bereich von 30 Sek bis 10 Min, vorzugsweise 1 Min bis 8 Min, bevorzugter 1 Min bis 6 Min, noch bevorzugter 1 Min bis 4 Min und sogar noch bevorzugter 1 Min bis 3 Min während und/oder nach dem Aufbringen der Deckfolie auf die Basis erwärmt werden.
Die Deckfolie kann direkt und/oder indirekt erwärmt werden.
Die Deckfolie kann erwärmt werden, indem Wärme direkt auf diese aufgebracht wird, zum Beispiel unter Verwendung eines Wärmeaufbringmittels, wie zum Beispiel einer erwärmten Walze, eines erwärmten Stempels oder dergleichen, oder eines Wärmeabstrahlmittels. Die Deckfolie und das Druckaufbringmittel können in einer Aufnahme oder Kammer, wie zum Beispiel einer Vakuumkammer, angeordnet werden, und ein inneres Volumen der Aufnahme oder Kammer kann erwärmt werden, so dass die Deckfolie erwärmt wird. Die Aufnahme oder Kammer kann mit einem Wärmeabstrahlmittel versehen sein.
Die Deckfolie kann indirekt erwärmt werden, zum Beispiel indem das Druckaufbringmittel vor und/oder während und/oder nach dem Aufbringen der Deckfolie auf die Basis erwärmt wird. Zum Beispiel kann das Druckaufbringmittel durch Anordnen desselben an einer Auflage oder einem Träger, wie zum Beispiel einem Einspanntisch, und Erwärmen der Auflage oder des Trägers erwärmt werden.
Zusätzlich oder als Alternative kann die Deckfolie durch ein Haftmittel, wie zum Beispiel eine Haftmittelschicht, an der Vorderseite der Basis angebracht werden.
Die Haftmittelschicht kann eine Dicke im Bereich von 5 bis 200 µm, vorzugsweise 10 bis 150 µm und noch bevorzugter 20 bis 100 µm aufweisen.
Das Haftmittel kann nur in einem Umfangsbereich der Seite oder Oberfläche der Basis, von welcher der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge hervorsteht oder hervorstehen, wie zum Beispiel der Vorderseite der Basis, vorgesehen werden. Auf diese Weise kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass nach dem Entfernen des Druckaufbringmittels von der Schichtstruktur keine Haftmittelrückstände in dem Basisbereich verbleiben, in dem die Vorsprünge ausgebildet sind. Außerdem werden Haftmittelrückstände in dem wenigstens einen Kanal vermieden.
Ferner wird durch Vorsehen des Haftmittels nur in dem Umfangsbereich der Bereich, in dem Deckfolie und Druckaufbringmittel aneinander angebracht sind, erheblich verkleinert. Daher kann das Druckaufbringmittel nach dem Ausbilden des wenigstens einen Kanals leichter von der Schichtstruktur entfernt werden.
Das Haftmittel kann durch einen äußeren Impuls, wie zum Beispiel Wärme, UV-Strahlung, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, härtbar sein. Auf diese Weise kann das Druckaufbringmittel nach dem Ausbilden des wenigstens einen Kanals besonders leicht von der Schichtstruktur entfernt werden. Der äußere Impuls kann auf das Haftmittel aufgebracht werden, so dass dessen Haftkraft verringert wird, wodurch ein einfaches Entfernen des Druckaufbringmittels ermöglicht wird.
Zum Beispiel kann das Haftmittel in dem Umfangsbereich der Seite oder Oberfläche der Basis, von welcher der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge hervorsteht oder hervorstehen, wie zum Beispiel der Vorderseite der Basis, in einer ringförmigen Anordnung vorgesehen werden.
Der wenigstens eine Kanal kann eine Breite im Bereich von 5 bis 800 µm, vorzugsweise 10 bis 600 µm, bevorzugter 20 bis 400 µm und noch bevorzugter 50 bis 200 µm aufweisen.
Der wenigstens eine Kanal kann eine Tiefe im Bereich von 5 bis 200 µm, vorzugsweise 10 bis 150 µm und bevorzugter 20 bis 100 µm aufweisen.
Der wenigstens eine Kanal kann eine Länge im Bereich von 0,5 bis 100 mm, vorzugsweise 1 bis 80 mm, bevorzugter 2 bis 60 mm und noch bevorzugter 5 bis 50 mm aufweisen.
Der wenigstens eine Kanal kann eine im Wesentlichen gerade oder eine gerade Form aufweisen. Der wenigstens eine Kanal kann eine gekrümmte Form, wie zum Beispiel eine gebogene, wellige oder gewellte Form, aufweisen. Der wenigstens eine Kanal kann eine Form aufweisen, die eine Kombination der oben genannten Formen ist.
Der wenigstens eine Kanal kann sich über 5% oder mehr, vorzugsweise 10% oder mehr, bevorzugter 15% oder mehr, noch bevorzugter 20% oder mehr und sogar noch bevorzugter 30% oder mehr einer Breite der Schichtstruktur erstrecken. Die Länge des wenigstens einen Kanals kann 5% oder mehr, vorzugsweise 10% oder mehr, bevorzugter 15% oder mehr, noch bevorzugter 20% oder mehr und sogar noch bevorzugter 30% oder mehr der Breite der Schichtstruktur betragen.
Der wenigstens eine Kanal kann sich über 5% oder mehr, vorzugsweise 10% oder mehr, bevorzugter 15% oder mehr, noch bevorzugter 20% oder mehr und sogar noch bevorzugter 30% oder mehr einer Länge der Schichtstruktur erstrecken. Die Länge des wenigstens einen Kanals kann 5% oder mehr, vorzugsweise 10% oder mehr, bevorzugter 15% oder mehr, noch bevorzugter 20% oder mehr und sogar noch bevorzugter 30% oder mehr der Länge der Schichtstruktur betragen.
Die Schichtstruktur, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, weist eine Dicke in der Schichtungsrichtung auf, das heißt in der Richtung, in der die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie geschichtet oder übereinander angeordnet sind. Die Länge und die Breite der Schichtstruktur liegen entlang von Richtungen, die senkrecht zu der Schichtungsrichtung stehen.
Die Breite und/oder die Tiefe des wenigstens einen Kanals kann konstant sein oder entlang der Länge des wenigstens einen Kanals variieren.
Der wenigstens eine Kanal erstreckt sich in oder entlang einer Ebene der Schichtstruktur, das heißt einer Ebene der Schichtstruktur, die senkrecht zu der Schichtungsrichtung liegt. Der wenigstens eine Kanal kann sich zu einem oder mehreren Seitenrändern oder Querrändern der Schichtstruktur erstrecken. Die seitlichen Richtungen der Schichtstruktur stehen senkrecht zu der Schichtungsrichtung.
Der wenigstens eine Kanal erstreckt sich nicht entlang der gesamten Dicke der Schichtstruktur.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung mit mehreren Kanälen sein. Der Druck kann durch die Deckfolie auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht werden, so dass die Zwischenschicht verformt wird, wodurch die mehreren Kanäle ausgebildet werden.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung kann zwei oder mehr Kanäle, drei oder mehr Kanäle, vier oder mehr Kanäle, fünf oder mehr Kanäle oder sechs oder mehr Kanäle aufweisen.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung kann 50 oder weniger Kanäle, 40 oder weniger Kanäle, 30 oder weniger Kanäle, 20 oder weniger Kanäle oder 10 oder weniger Kanäle aufweisen.
Wenigstens zwei der mehreren Kanäle können miteinander verbunden sein.
Die Kanäle können, zum Beispiel hinsichtlich deren Formen und/oder Abmessungen, miteinander identisch sein. Wenigstens einige der Kanäle können, beispielsweise hinsichtlich deren Formen und/oder Abmessungen, voneinander verschieden sein.
Wie oben dargelegt wurde, kann der Druck durch Verwendung eines Druckaufbringmittels, wie zum Beispiel eines Stempels, einer Form oder eines Formwerkzeugs, durch die Deckfolie auf die vordere Oberfläche der Zwischenschicht aufgebracht werden. Das Druckaufbringmittel kann die Basis, wie zum Beispiel ein Basissubstrat, und den einen Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge, der oder die von der Basis hervorsteht oder hervorstehen, zum Beispiel von einer ebenen Oberfläche der Basis hervorsteht oder hervorstehen, aufweisen.
Die Basis und der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Insbesondere können die Basis und/oder der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge aus einem steifen, harten Material, wie zum Beispiel einem Metall, einem Kunststoff, einer Keramik oder einem Halbleiter, beispielsweise Si, bestehen.
Zum Beispiel kann oder können der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge an einer Seite oder Oberfläche eines Basissubstrats, wie zum Beispiel eines aus einem der obigen Materialien bestehenden Basissubstrats, durch Schneiden der Seite oder Oberfläche des Substrats, beispielsweise durch Schneiden von Nuten und/oder Kerben in die Seite oder Oberfläche, ausgebildet werden. Zum Beispiel kann dieser Schneidvorgang durch mechanisches Schneiden, beispielsweise unter Verwendung einer Klinge oder einer Säge, oder durch Laserschneiden durchgeführt werden.
Der wenigstens eine Kanal kann ausgebildet werden, indem der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge über die Deckfolie in die Zwischenschicht gedrückt wird oder werden, das heißt wobei die Deckfolie dazwischen angeordnet ist, so dass die Zwischenschicht verformt wird. Dieser Vorgang kann während und/oder nach dem Ausbilden der Schichtstruktur, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, durchgeführt werden.
Falls die Zwischenschicht durch einen äußeren Impuls, wie zum Beispiel UV-Strahlung, Wärme, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, härtbar ist, kann die Zwischenschicht durch Aufbringen dieses Impulses darauf ausgehärtet werden, während der eine Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge in die Zwischenschicht gedrückt ist oder sind. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Kanal mit einem besonders hohen Maß an Genauigkeit ausgebildet werden. Nach dem Aushärten der Zwischenschicht kann das Druckaufbringmittel von der Schichtstruktur entfernt werden.
Die Zwischenschicht kann ausgehärtet werden, nachdem das Druckaufbringmittel von der Schichtstruktur entfernt wurde.
Dieser Ansatz ermöglicht ein besonders einfaches Entfernen des Druckaufbringmittels.
Die Deckfolie erleichtert das Entfernen des Druckaufbringmittels von der Schichtstruktur, beispielsweise vor oder nach dem Aushärten der Zwischenschicht. Insbesondere kann das Druckaufbringmittel wegen des Vorliegens der Deckfolie in einer zuverlässigen und einfachen Weise von der Schichtstruktur entfernt werden, wobei Rückstände der Zwischenschicht, wie zum Beispiel Harz-, Haftmittel- oder Gelrückstände, an dem Druckaufbringmittel vermieden werden.
Das Material der Basisschicht ist nicht besonders beschränkt. Vorzugsweise besteht die Basisschicht aus einem steifen Material, wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Silizium und/oder Glas und/oder Edelstahl.
Zum Beispiel kann, wenn die Basisschicht aus PET oder Glas besteht und die Zwischenschicht durch einen äußeren Impuls härtbar ist, die Zwischenschicht mit Strahlung ausgehärtet werden, die durch PET oder Glas transmittiert werden kann, wie zum Beispiel UV-Strahlung. Glas ist zwar ein Material, das allgemein schwer zu bearbeiten ist, jedoch ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung keine Bearbeitung der Basisschicht erforderlich. Ferner kann die Basisschicht so ausgewählt werden, dass sie eine geringe Dicke aufweist, so dass die Materialkosten niedrig gehalten werden können. Wenn die Basisschicht aus Silizium oder Edelstahl besteht, wird eine besonders kosteneffiziente Basisschicht bereitgestellt.
Die Basisschicht kann auch aus einer Kombination der oben aufgezählten Materialien ausgebildet sein.
Die Basisschicht kann eine Dicke im Bereich von 200 bis 1500 µm, vorzugsweise 400 bis 1200 µm und bevorzugter 500 bis 1000 µm aufweisen.
Die Zwischenschicht kann aus einem Harz, einem Haftmittel, einem Gel oder dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere kann die Zwischenschicht aus einem härtbaren Harz, einem härtbaren Haftmittel, einem härtbaren Gel oder dergleichen ausgebildet sein.
Die Zwischenschicht kann eine Dicke im Bereich von 20 bis 1000 µm, vorzugsweise 50 bis 800 µm, bevorzugter 100 bis 600 µm, noch bevorzugter 150 bis 500 µm und sogar noch bevorzugter 200 bis 400 µm aufweisen.
Die Deckfolie kann aus einem Polymermaterial, wie zum Beispiel Polyvinylchlorid (PVC), Polyolefin (PO) oder Ethylenvinylacetat (EVA), bestehen. Zum Beispiel kann die Deckfolie ein „Saran“-Einwickelfolie-ähnliches Material sein.
Die Deckfolie kann eine Dicke im Bereich von 5 bis 200 µm, vorzugsweise 8 bis 100 µm, bevorzugter 10 bis 80 µm und noch bevorzugter 12 bis 50 µm aufweisen. Auf diese Weise kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass die Deckfolie flexibel und biegsam genug ist, um sich ausreichend an das Profil eines Druckaufbringmittels anzupassen, und gleichzeitig ein hohes Maß an Robustheit aufweist.
Das Verfahren kann ferner umfassen, die Schichtstruktur, welche die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, nach dem Ausbilden des wenigstens einen Kanals entlang der Dickenrichtung der Schichtstruktur zu schneiden, um so mehrere mikrofluidische Systeme und/oder mikrofluidische Einrichtungen zu erhalten.
Die Erfindung stellt ferner ein mikrofluidisches System oder eine mikrofluidische Einrichtung mit wenigstens einem Kanal bereit, wobei das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung eine Schichtstruktur aufweist, die eine Basisschicht, eine Zwischenschicht und eine Deckfolie aufweist. Eine hintere Oberfläche der Zwischenschicht ist an einer vorderen Oberfläche der Basisschicht angebracht und eine hintere Oberfläche der Deckfolie ist an einer vorderen Oberfläche der Zwischenschicht, die deren hinterer Oberfläche gegenüberliegt, angebracht. Der wenigstens eine Kanal ist so in der Schichtstruktur ausgebildet, dass er zu der Seite der Deckfolie offen ist.
Die oben für das Herstellverfahren gemäß der Erfindung beschriebenen Merkmale treffen auch auf das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung zu. Insbesondere können die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie des mikrofluidischen Systems oder der mikrofluidischen Einrichtung gemäß der Erfindung jeweils die Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie sein, die oben für das Herstellverfahren gemäß der Erfindung beschrieben wurden.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung ist ein mikrofluidisches System oder eine mikrofluidische Einrichtung, das oder die durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist.
Daher bietet das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung die technischen Effekte und Vorteile, die oben bereits im Einzelnen für das Herstellverfahren gemäß der Erfindung beschrieben wurden.
Bei dem mikrofluidischen System oder der mikrofluidischen Einrichtung gemäß der Erfindung ist die Dicke der Zwischenschicht in dem Bereich oder den Bereichen der Schichtstruktur, in dem oder denen der wenigstens eine Kanal ausgebildet ist, kleiner als die Dicke der Zwischenschicht in dem Bereich oder den Bereichen der Schichtstruktur, in dem oder denen kein Kanal ausgebildet ist. Die Dicke der Zwischenschicht in dem Bereich oder den Bereichen der Schichtstruktur, in dem oder denen der wenigstens eine Kanal ausgebildet ist, ist kleiner als die Dicke der Zwischenschicht in dem Bereich oder den Bereichen der Schichtstruktur, der oder die den wenigstens einen Kanal umgibt oder umgeben. Der wenigstens eine Kanal entsteht aus dieser Dickenänderung der Zwischenschicht.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann dafür eingerichtet sein, ein Fluid oder Fluide unter Verwendung des wenigstens einen Kanals zu bearbeiten und/oder zu beeinflussen, beispielsweise zu transportieren, zu mischen und/oder zu trennen. Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann dafür eingerichtet sein, unter Verwendung des wenigstens einen Kanals kleine Mengen eines Fluids oder von Fluiden, insbesondere in der Größenordnung von Mikrolitern, zu bearbeiten und/oder zu beeinflussen, beispielsweise zu transportieren, zu mischen und/oder zu trennen.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann zum Aufnehmen von Versuchsmaterialien und Proben, die zu behandeln und/oder zu analysieren sind, verwendet werden. Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann zum Transportieren von Versuchsmaterialien und Proben, die zu behandeln und/oder zu analysieren sind, verwendet werden. Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann zum Behandeln und/oder Analysieren von Versuchsmaterialien und Proben verwendet werden. Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann für einige oder alle der oben angegebenen Ziele verwendet werden.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann in verschiedenen technischen Gebieten, wie zum Beispiel medizinischen Anwendungen, der Biotechnologie, der chemischen Verfahrenstechnik, der Umweltanalyse, der Lebensmittelqualitätsanalyse, Messgeräten, dem Analysegebiet und der Herstellung flexibler Elektronik, verwendet werden. Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung kann für einen Mikroreaktor und/oder ein Mikroanalysesystem verwendet werden. Zum Beispiel kann das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung gemäß der Erfindung ein Micro-Total-Analysis-System (µ-TAS) und/oder ein Lab-on-a-chip (LOC) sein.
Figurenliste
Nachfolgend werden nicht beschränkende Beispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erörtert, wobei:

1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine erste Ausführungsform eines für das Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Druckaufbringmittels zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht ist, die eine zweite Ausführungsform eines für das Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Druckaufbringmittels zeigt;
3 eine schematische Querschnittsdarstellung des in 2 gezeigten Druckaufbringmittels ist;
4 eine Querschnittsdarstellung ist, die einen Schritt des Anbringens einer Deckfolie an dem in 2 gezeigten Druckaufbringmittel in einem Herstellverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5 eine Querschnittsdarstellung ist, die das Ergebnis des in 4 veranschaulichten Anbringschritts zeigt;
6 eine Querschnittsdarstellung ist, die einen Schritt des Drückens des Druckaufbringmittels, an dem die Deckfolie angebracht ist, gegen eine Zwischenschicht in dem Herstellverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
7 eine Querschnittsdarstellung ist, die das Ergebnis des in 6 veranschaulichten Druckaufbringschritts zeigt;
8 eine Querschnittsdarstellung ist, die einen Schritt des Aushärtens der Zwischenschicht in dem Herstellverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
9 eine Querschnittsdarstellung ist, die einen Schritt des Entfernens des Druckaufbringmittels von einer Schichtstruktur, die eine Basisschicht, die Zwischenschicht und die Deckfolie aufweist, in dem Herstellverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
10 eine Querschnittsdarstellung ist, die einen Schritt des Schneidens der Schichtstruktur in dem Herstellverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
11 eine Draufsicht ist, die ein durch den in 10 veranschaulichten Schneidschritt erhaltenes mikrofluidisches System oder eine so erhaltene mikrofluidische Einrichtung zeigt;
12 eine Querschnittsdarstellung des mikrofluidischen Systems oder der mikrofluidischen Einrichtung, das oder die in 11 gezeigt ist, ist;
13 eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereichs in 12 ist; und
14 eine Querschnittsdarstellung einer Schichtstruktur, die eine Basisschicht, eine Zwischenschicht und eine Deckfolie aufweist, zur Verwendung in einem Herstellverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die bevorzugten Ausführungsformen betreffen Verfahren zum Herstellen mikrofluidischer Systeme oder mikrofluidischer Einrichtungen und mikrofluidische Systeme oder mikrofluidische Einrichtungen, die durch diese Verfahren hergestellt werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Ausführungsform eines Druckaufbringmittels 2, das für das Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, zeigt. Das Druckaufbringmittel 2 liegt in Form einer Form oder eines Formwerkzeugs vor.
Das Druckaufbringmittel 2 weist eine Basis 3, das heißt ein Basissubstrat, und mehrere Vorsprünge 5, die von der Basis 3 hervorstehen, das heißt von einer ebenen Oberfläche der Basis 3 hervorstehen, auf. Die Vorsprünge 5 sind an einer Vorderseite 3a der Basis 3 ausgebildet.
Die Basis 3 weist in einer Draufsicht darauf eine Kreisform auf. Alle Vorsprünge 5 sind bezüglich der Form miteinander identisch und weisen in einer Draufsicht auf das Druckaufbringmittel 2 im Wesentlichen eine Y-Form auf (siehe 1). Ferner weisen alle Vorsprünge 5 die gleichen Abmessungen, das heißt die gleiche Länge, Breite und Höhe, auf.
Die Basis 3 und die Vorsprünge 5 bestehen aus dem gleichen Material. Das Material der Basis 3 und der Vorsprünge 5 ist ein steifes, hartes Material, wie zum Beispiel ein Metall, ein Kunststoff, eine Keramik oder ein Halbleiter, wie zum Beispiel Si.
Die Vorsprünge 5 können an der Vorderseite 3a der Basis 3 durch einen Schneidvorgang, wie zum Beispiel mechanisches Schneiden, beispielsweise unter Verwendung einer Klinge oder einer Säge, oder Laserschneiden, ausgebildet werden, wie oben dargelegt wurde.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform eines Druckaufbringmittels 2, das für das Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, zeigt. Auch das Druckaufbringmittel 2 gemäß der zweiten Ausführungsform liegt in Form einer Form oder eines Formwerkzeugs vor.
Das Druckaufbringmittel 2 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Druckaufbringmittel 2 gemäß der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Form der Basis und des Aufbaus der Vorsprünge. Bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform des Druckaufbringmittels 2 werden die Elemente, die im Wesentlichen identisch mit oder ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wird eine wiederholte nähere Beschreibung derselben weggelassen.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Basis 3 des Druckaufbringmittels 2 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Draufsicht darauf eine rechteckige Form auf. Zwei unterschiedliche Arten von Vorsprüngen 5a, 5b sind an einer Vorderseite 3a der Basis 3 ausgebildet. Die ersten Vorsprünge 5a sind hinsichtlich der Form identisch miteinander und weisen in einer Draufsicht auf das Druckaufbringmittel 2 im Wesentlichen eine Y-Form auf. Die zweiten Vorsprünge 5b sind hinsichtlich der Form miteinander identisch und weisen in einer Draufsicht auf das Druckaufbringmittel 2 eine wellige Form mit einem verzweigten Endabschnitt auf (siehe 2). Ferner weisen alle ersten Vorsprünge 5a die gleichen Abmessungen auf und weisen alle zweiten Vorsprünge 5b die gleichen Abmessungen auf.
Aufgrund des Bereitstellens der zwei verschiedenen Arten von Vorsprüngen 5a, 5b an der Vorderseite 3a der Basis 3 kann das in 2 gezeigte Druckaufbringmittel 2 dafür verwendet werden, in einem einzelnen Vorgang mehrere verschiedene mikrofluidische Systeme oder Einrichtungen herzustellen, die unterschiedliche Arten von Kanälen aufweisen, wie nachfolgend näher ausgeführt wird. Daher kann dieses Druckaufbringmittel 2 besonders vorteilhaft für die Massenproduktion solcher Systeme und Einrichtungen verwendet werden.
Die Form der Basis 3 ist nicht besonders beschränkt und kann zum Beispiel eine Kreisform (siehe 1), eine ovale Form oder eine polygonale Form, wie zum Beispiel eine rechteckige Form (siehe 2) oder eine quadratische Form, sein.
Die Formen und Abmessungen der Vorsprünge 5, 5a, 5b werden in Abhängigkeit von den gewünschten Formen und Abmessungen des Kanals oder der Kanäle, der oder die auszubilden ist oder sind, ausgewählt. Die Formen und Abmessungen des Kanals oder der Kanäle, der oder die auszubilden ist oder sind, sind im Wesentlichen identisch zu denen der Vorsprünge 5, 5a, 5b, wodurch ermöglicht wird, den Kanal oder die Kanäle mit einem hohen Maß an Genauigkeit auszubilden.
3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung des in 2 gezeigten Druckaufbringmittels 2. Speziell zeigt 3 einen Querschnitt entlang der langen Seite der rechteckigen Basis 3 und durch den Abschnitt der Basis 3, in dem die zweiten Vorsprünge 5b angeordnet sind. Es ist anzumerken, dass aus Gründen der Einfachheit und besseren Darstellbarkeit nur zehn Abschnitte der Vorsprünge 5b in der Querschnittsdarstellung der 3 gezeigt sind. Wie ferner in 3 gezeigt ist, weist die Basis 3 eine Rückseite 3b auf, die deren Vorderseite 3a gegenüberliegt.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Verwendung des in 2 gezeigten Druckaufbringmittels 2 unter Bezugnahme auf 4 bis 13 beschrieben.
Zunächst wird eine Deckfolie 4 bereitgestellt (siehe 4). Die Deckfolie 4 weist eine vordere Oberfläche 4a und eine hintere Oberfläche 4b auf. Die Deckfolie 4 kann aus einem Polymermaterial, wie zum Beispiel Polyvinylchlorid (PVC), Polyolefin (PO) oder Ethylenvinylacetat (EVA) bestehen. Zum Beispiel kann die Deckfolie ein „Saran“-Einwickelfolieähnliches Material sein.
Die Deckfolie 4 kann eine Dicke im Bereich von 5 bis 200 µm, vorzugsweise 8 bis 100 µm, bevorzugter 10 bis 80 µm und noch bevorzugter 12 bis 50 µm aufweisen.
Die Deckfolie 4 ist flexibel und biegsam, so dass besonders zuverlässig gewährleistet werden kann, dass sich die Deckfolie 4 dem Profil der Vorsprünge 5a, 5b anpasst. Besonders bevorzugt ist die Deckfolie 4 aufweitbar, beispielsweise auf das Doppelte ihrer ursprünglichen Größe oder mehr, das Dreifache ihrer ursprünglichen Größe mehr oder das Vierfache ihrer ursprünglichen Größe oder mehr aufweitbar.
Eine Haftmittelschicht 9 wird auf die vordere Oberfläche 4a der Deckfolie 4 aufgebracht. Die Haftmittelschicht 9 kann eine Dicke im Bereich von 5 bis 200 µm, vorzugsweise 10 bis 150 µm und noch bevorzugter 20 bis 100 µm aufweisen.
Die Haftmittelschicht 9 ist nur in einem Umfangsbereich der Deckfolie 4 vorgesehen, wie in 4 gezeigt ist. Zum Beispiel kann die Haftmittelschicht 9 eine Ringform aufweisen. Die Haftmittelschicht 9 dient dazu, die Deckfolie 4 an einem Rahmen 10, wie zum Beispiel einem ringförmigen Rahmen, anzubringen. Durch Anbringen der Deckfolie 4 an dem Rahmen 10 in dieser Weise (siehe 4) wird die Handhabung der Deckfolie 4 in nachfolgenden Verfahrensschritten erleichtert. Jedoch ist die Verwendung eines Rahmens, wie zum Beispiel des Rahmens 10, zum Handhaben der Deckfolie 4 rein optional. Ferner dient die Haftmittelschicht 9 dazu, die Deckfolie 4 an der Vorderseite 3a der Basis 3 anzubringen, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 ausgeführt wird.
Das Haftmittel der Haftmittelschicht 9 kann durch einen äußeren Impuls, wie zum Beispiel Wärme, UV-Strahlung, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, härtbar sein. Auf diese Weise kann das Druckaufbringmittel 2 nach dem Ausbilden der mehreren Kanäle besonders leicht entfernt werden. Der äußere Impuls kann auf das Haftmittel aufgebracht werden, um so dessen Haftkraft zu verringern, wodurch ein leichtes Entfernen des Druckaufbringmittels 2 ermöglicht wird.
Nach dem Anbringen der Deckfolie 4 an dem Rahmen 10 durch die Haftmittelschicht 9 wird die Deckfolie 4 an der Vorderseite 3a der Basis 3 des in 2 gezeigten Druckaufbringmittels 2 angebracht, wie in 4 durch einen Pfeil angedeutet ist. Vor dem Anbringen der Deckfolie 4 an der Vorderseite 3a der Basis 3 wird das Druckaufbringmittel 2 auf einem Einspanntisch 12, beispielsweise in einer Vakuumkammer, in einem Zustand angeordnet, in dem die Rückseite 3b der Basis 3 mit einer oberen Oberfläche des Einspanntischs 12 in Kontakt steht und die Vorderseite 3a der Basis 3, von der die Vorsprünge 5a, 5b hervorstehen, nach oben gerichtet ist (siehe 4).
Wie oben angedeutet wurde, kann der Schritt des Anbringens der Deckfolie 4 an der Vorderseite 3a der Basis 3 in einer Vakuumkammer durchgeführt werden. Insbesondere kann die Deckfolie 4 durch Verwendung einer Vakuumlaminiereinrichtung, beispielsweise in der oben erörterten Weise, an der Vorderseite 3a der Basis 3 angebracht werden. Falls die Deckfolie 4 aufweitbar ist, wird diese aufgeweitet, wenn sie an der Vorderseite 3a der Basis 3 angebracht wird.
Das Ergebnis des in 4 veranschaulichten Anbringschritts ist in 5 gezeigt. Wie in dieser letzteren Zeichnung gezeigt ist, wird die Deckfolie 4 so an der Vorderseite 3a der Basis 3 angebracht, dass sie dem Profil der Vorsprünge 5a, 5b dicht folgt. Daher können in einer nachfolgenden Phase des Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform Kanäle mit einem besonders hohen Maß an Genauigkeit ausgebildet werden.
Die Deckfolie 4 wird durch die Haftmittelschicht 9 an der Vorderseite 3a der Basis 3 angebracht. Wie auch in 5 gezeigt ist, ist die Haftmittelschicht 9 nur in einem Umfangsbereich der Vorderseite 3a vorgesehen. Daher kann besonders zuverlässig gewährleistet werden, dass nach dem Entfernen des Druckaufbringmittels 2 keine Rückstände der Haftmittelschicht 9 in dem Bereich der Vorderseite 3a verbleiben, in dem die Vorsprünge 5a, 5b ausgebildet sind. Außerdem werden Haftmittelrückstände in den durch das Druckaufbringmittel 2 auszubildenden Kanälen vermieden.
Ferner wird durch Vorsehen der Haftmittelschicht 9 nur in dem Umfangsbereich der Vorderseite 3a der Bereich, in dem Deckfolie 4 und Druckaufbringmittel 2 über das Haftmittel aneinander angebracht sind, erheblich verkleinert. Daher kann das Druckaufbringmittel 2 nach dem Ausbilden der Kanäle leichter entfernt werden.
Zusätzlich oder als Alternative zu dem Anbringen der Deckfolie 4 an der Vorderseite 3a der Basis 3 durch die Haftmittelschicht 9 kann die Deckfolie 4 an der Vorderseite 3a angebracht werden, indem die Deckfolie 4 während und/oder nach dem Aufbringen der Deckfolie 4 auf die Vorderseite 3a erwärmt wird. Ferner kann die Deckfolie 4 durch einen solchen Erwärmvorgang erweicht werden, wodurch besonders zuverlässig gewährleistet wird, dass sich die Deckfolie 4 der Topographie der Vorderseite 3a anpasst.
Eine Anbringkraft zwischen Deckfolie 4 und Basis 3 kann durch den Erwärmvorgang erzeugt werden, wie oben erörtert wurde. Das Anbringen der Deckfolie 4 an der Basis 3 kann in dem Erwärmvorgang selbst und/oder in einem nachfolgenden Vorgang des Abkühlenlassens der Deckfolie 4 bewirkt werden. Zum Beispiel kann die Deckfolie 4 durch den Erwärmvorgang erweicht werden. Beim Abkühlen, zum Beispiel auf deren Anfangstemperatur, kann sich die Deckfolie 4 wieder erhärten, zum Beispiel so dass ein Formschluss und/oder ein Stoffschluss mit der Basis 3 erzeugt wird.
Die Deckfolie 4 kann bis zu einer Temperatur von 180 °C oder mehr, vorzugsweise bis zu einer Temperatur von 220 °C oder mehr und bevorzugter bis zu einer Temperatur von 250 °C oder mehr wärmebeständig sein. In dem Erwärmvorgang kann die Deckfolie 4 auf eine Temperatur im Bereich von 60 °C bis 150 °C, vorzugsweise 70 °C bis 140 °C, bevorzugter 80 °C bis 130 °C und noch bevorzugter 90 °C bis 120 °C erwärmt werden. Besonders bevorzugt wird die Deckfolie 4 auf eine Temperatur von annähernd 100 °C erwärmt.
In dem Erwärmvorgang kann die Deckfolie 4 über eine Zeitdauer im Bereich von 30 Sek bis 10 Min, vorzugsweise 1 Min bis 8 Min, bevorzugter 1 Min bis 6 Min, noch bevorzugter 1 Min bis 4 Min und sogar noch bevorzugter 1 Min bis 3 Min während und/oder nach dem Aufbringen der Deckfolie 4 auf die Vorderseite 3a der Basis 3 erwärmt werden.
Die Deckfolie 4 kann direkt und/oder indirekt erwärmt werden, wie oben erörtert wurde. Zum Beispiel kann die Deckfolie 4 durch Erwärmen des Druckaufbringmittels 2 vor und/oder während und/oder nach dem Aufbringen der Deckfolie 4 auf die Vorderseite 3a der Basis 3 indirekt erwärmt werden. Das Druckaufbringmittel 2 kann durch Erwärmen des Einspanntischs 12 erwärmt werden (siehe 4).
Alternativ kann die Deckfolie 4 in einer unterschiedlichen Weise außer der Erwärmung der Deckfolie 4 und/oder der Verwendung der Haftmittelschicht 9 an der Vorderseite 3a der Basis 3 angebracht werden. Insbesondere kann die Deckfolie 4 ohne Verwendung eines Haftmittels an der Vorderseite 3a der Basis 3 angebracht werden.
Ferner werden eine Basisschicht 7 und eine verformbare Zwischenschicht 13 bereitgestellt (siehe 6).
Das Material der Basisschicht 7 ist nicht besonders eingeschränkt. Vorzugsweise besteht die Basisschicht 7 aus einem steifen Material, wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Silizium und/oder Glas und/oder Edelstahl. Die Basisschicht 7 kann eine Dicke im Bereich von 200 bis 1500 µm, vorzugsweise 400 bis 1200 µm und bevorzugter 500 bis 1000 µm aufweisen.
Die Zwischenschicht 13 kann aus einem Harz, einem Haftmittel, einem Gel oder dergleichen ausgebildet sein. Die Zwischenschicht 13 kann eine Dicke im Bereich von 20 bis 1000 µm, vorzugsweise 50 bis 800 µm, bevorzugter 100 bis 600 µm, noch bevorzugter 150 bis 500 µm und sogar noch bevorzugter 200 bis 400 µm aufweisen.
Die Zwischenschicht 13 ist durch einen äußeren Impuls, wie zum Beispiel UV-Strahlung, Wärme, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, härtbar. Daher härtet die Zwischenschicht 13 beim Aufbringen des äußeren Impulses darauf zumindest bis zu einem gewissen Grad aus. Die Zwischenschicht 13 kann so ausgelegt sein, dass sie nach dem Aushärten einen steifen, harten Zustand erreicht. Bevorzugte Beispiele UV-härtender Harze zur Verwendung als Zwischenschicht 13 sind ResiFlat von DISCO Corporation und TEMPLOC von DENKA.
Die Basisschicht 7 und die Zwischenschicht 13 werden so geschichtet, dass eine hintere Oberfläche der Zwischenschicht 13 an einer vorderen Oberfläche der Basisschicht 7 angebracht wird. Eine hintere Oberfläche 7b der Basisschicht 7, die deren vorderer Oberfläche gegenüberliegt (siehe 8), ist an einer oberen Oberfläche einer Auflage 14, wie zum Beispiel eines Einspanntischs, angeordnet (siehe 6). Eine vordere Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13, die deren hinterer Oberfläche gegenüberliegt, ist so angeordnet, dass sie nach oben gerichtet ist.
Nachfolgend wird das Druckaufbringmittel 2, an dem die Deckfolie 4 angebracht ist, gegen die vordere Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13 gedrückt, wie in 6 durch einen Pfeil veranschaulicht ist. Auf diese Weise wird durch die Deckschicht 4 Druck auf die vordere Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13 aufgebracht, so dass die Zwischenschicht 13 verformt wird, wodurch mehrere Kanäle 20 ausgebildet werden (siehe 9). Speziell werden die Vorsprünge 5a, 5b in die Zwischenschicht 13 gedrückt, wobei die Deckfolie 4 dazwischen angeordnet ist, so dass die Zwischenschicht 13 verformt wird.
Ferner wird durch das Drücken des Druckaufbringmittels 2, an dem die Deckfolie 4 angebracht ist, gegen die vordere Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13 die hintere Oberfläche 4b der Deckfolie 4 an der vorderen Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13 angebracht, wodurch eine Schichtstruktur ausgebildet wird, welche die Basisschicht 7, die Zwischenschicht 13 und die Deckfolie 4 aufweist. Daher werden in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Kanäle 20 während des Ausbildens, das heißt, zu der gleichen Zeit wie das Ausbilden, der Schichtstruktur, welche die Basisschicht 7, die Zwischenschicht 13 und die Deckfolie 4 aufweist, ausgebildet.
7 ist eine Querschnittsdarstellung, die das Ergebnis des in 6 veranschaulichten Druckaufbringschritts zeigt. Die hintere Oberfläche 7b der Basisschicht 7 ist parallel zu der Rückseite 3b der Basis 3 des Druckaufbringmittels 2, wie in 7 durch gestrichelte Pfeile angezeigt ist. Daher werden die Kanäle 20 in einer besonders genauen und einheitlichen Weise ausgebildet.
Nachfolgend wird der äußere Impuls, wie zum Beispiel UV-Strahlung, Wärme, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, auf die Zwischenschicht 13 aufgebracht, wie in 8 durch Pfeile angezeigt ist, um so die Zwischenschicht 13 auszuhärten.
Speziell wird die Zwischenschicht 13 durch Aufbringen des äußeren Impulses darauf, während die Vorsprünge 5a, 5b in die Zwischenschicht 13 gedrückt sind, ausgehärtet. Durch Aushärten der Zwischenschicht 13 kann die Anbringung zwischen Deckfolie 4 und Zwischenschicht 13 weiter erhöht werden.
Falls die Basisschicht 7 aus PET oder Glas besteht und die Zwischenschicht 13 durch Strahlung härtbar ist, kann die Zwischenschicht 13 mit Strahlung ausgehärtet werden, die durch PET oder Glas transmittiert werden kann, wie zum Beispiel UV-Strahlung. In diesem Fall kann die Strahlung von der Seite der hinteren Oberfläche 7b der Basisschicht 7 aufgebracht werden (siehe 8). Zum Beispiel können ResiFlat von DISCO Corporation und TEMPLOC von DENKA als UV-härtende Harze für die Zwischenschicht 13 verwendet werden.
Nach dem Aushärten der Zwischenschicht 13 wird das Druckaufbringmittel 2 von der Schichtstruktur entfernt, wie in 9 durch einen Pfeil angezeigt ist.
Falls das Haftmittel der Haftmittelschicht 9 durch einen äußeren Impuls, wie zum Beispiel Wärme, UV-Strahlung, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, härtbar ist, kann dieser Impuls auf das Haftmittel aufgebracht werden, um so dessen Haftkraft zu verringern, wodurch ein besonders leichtes Entfernen des Druckaufbringmittels 2 von der Schichtstruktur ermöglicht wird.
Wie ferner in 9 gezeigt ist, umfasst die Schichtstruktur mehrere darin durch das Druckaufbringmittel 2 ausgebildete Kanäle 20. Die Kanäle 20 sind so in der Schichtstruktur ausgebildet, dass sie zu der Seite der Deckfolie 4 offen sind.
Nach dem Entfernen des Druckaufbringmittels 2 von der Schichtstruktur wird die Schichtstruktur entlang deren Dickenrichtung geschnitten, wie in 10 durch gestrichelte vertikale Linien angezeigt ist. Auf diese Weise werden mehrere mikrofluidische Systeme und/oder mikrofluidische Einrichtungen 30 (siehe 11) erhalten.
Ferner werden die mikrofluidischen Systeme und/oder mikrofluidischen Einrichtungen 30 durch diesen Schneidvorgang von der Haftmittelschicht 9 und dem Rahmen 10 getrennt.
11 ist eine Draufsicht, die ein mikrofluidisches System oder eine mikrofluidische Einrichtung 30 zeigt, das oder die durch den in 10 veranschaulichten Schneidschritt erhalten wurde. Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung 30 ist ein mikrofluidisches System oder eine mikrofluidische Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung 30 weist einen Kanal 20 auf, dessen Form und Abmessungen im Wesentlichen identisch mit denen der zweiten Vorsprünge 5b sind. Speziell weist der Kanal 20 in einer Draufsicht auf das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung 30 eine wellige Form mit einem verzweigten Endabschnitt auf. Daher besteht der Kanal 20 effektiv aus zwei Kanälen, die miteinander verbunden sind, wobei der erste Kanal aus dem welligen Abschnitt des Kanals 20 und einem geraden Zweig des verzweigten Endabschnitts besteht und der zweite Kanal aus dem anderen geraden Zweig des verzweigten Endabschnitts besteht. Der verzweigte Endabschnitt des Kanals 20 kann zum Beispiel zum Trennen und/oder Mischen eines Fluids oder von Fluiden, insbesondere von kleinen Mengen eines Fluids oder von Fluiden, zum Beispiel in der Größenordnung von Mikrolitern, verwendet werden.
Der Kanal 20 ist dafür eingerichtet, zu behandelnde und/oder zu analysierende Versuchsmaterialien und Proben aufzunehmen und zu transportieren. Der Kanal 20 ist ein mikrofluidischer Kanal.
Der Kanal 20 kann eine Breite im Bereich von 5 bis 800 µm, vorzugsweise 10 bis 600 µm, bevorzugter 20 bis 400 µm und noch bevorzugter 50 bis 200 µm aufweisen. Der Kanal 20 kann eine Tiefe im Bereich von 5 bis 200 µm, vorzugsweise 10 bis 150 µm und bevorzugter 20 bis 100 µm aufweisen. Der Kanal 20 kann eine Länge im Bereich von 0,5 bis 100 mm, vorzugweise 1 bis 80 mm, bevorzugter 2 bis 60 mm und noch bevorzugter 5 bis 50 mm aufweisen.
12 ist eine Querschnittsdarstellung des mikrofluidischen Systems oder der mikrofluidischen Einrichtung 30 entlang der gestrichelten Linie in 11. 13 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereichs in 12. Wie in 13 gezeigt ist, erstreckt sich der Kanal 20 nicht entlang der gesamten Dicke der Zwischenschicht 13.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Herstellverfahrens der vorliegenden Erfindung können die Basisschicht 7, die Zwischenschicht 13 und die Deckfolie 4 zuerst geschichtet werden, wodurch die Schichtstruktur, welche die Basisschicht 7, die Zwischenschicht 13 und die Deckfolie 4 aufweist, ausgebildet wird. Eine solche Schichtstruktur ist in 14 gezeigt. Optional kann eine Haftmittelschicht 9 im Wesentlichen in der gleichen Weise wie oben erörtert auf die vordere Oberfläche 4a der Deckfolie 4 aufgebracht werden. Die Haftmittelschicht 9 kann dazu dienen, die Deckfolie 4 an einem Rahmen, wie zum Beispiel dem Rahmen 10, anzubringen, um die Handhabung der Schichtstruktur in nachfolgenden Verfahrensschritten zu erleichtern. Jedoch kann die Haftmittelschicht 9 auch weggelassen werden.
Nachfolgend, nach dem Ausbilden der Schichtstruktur, kann durch die Deckfolie 4 Druck auf die vordere Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13 aufgebracht werden, um so die Zwischenschicht 13 zu verformen, wodurch die Kanäle 20 in der Schichtstruktur ausgebildet werden.
Der Vorgang des Aufbringens von Druck auf die vordere Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13 kann im Wesentlichen in der gleichen Weise wie oben erörtert, das heißt durch Verwendung des Druckaufbringmittels 2, durchgeführt werden. Der Ansatz gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von dem oben unter Bezugnahme auf 4 bis 13 beschriebenen hauptsächlich dahingehend, dass die Deckfolie 4 an der Zwischenschicht 13 anstatt an dem Druckaufbringmittel 2 angebracht ist, wenn das Druckaufbringmittel 2 gegen die Zwischenschicht 13 gedrückt wird.
Falls die Deckfolie 4 aufweitbar ist, wird diese aufgeweitet, wenn der Druck durch die Deckfolie 4 auf die vordere Oberfläche 13a der Zwischenschicht 13 aufgebracht wird.
Nachfolgende Schritte des Aushärtens der Zwischenschicht 13, des Entfernens des Druckaufbringmittels 2 von der Schichtstruktur und des Schneidens der Schichtstruktur können in der gleichen Weise wie oben unter Bezugnahme auf 8 bis 10 beschrieben durchgeführt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems oder einer mikrofluidischen Einrichtung (30) mit wenigstens einem Kanal (20), wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Basisschicht (7); Bereitstellen einer verformbaren Zwischenschicht (13); Bereitstellen einer Deckfolie (4); Schichten der Basisschicht (7), der Zwischenschicht (13) und der Deckfolie (4), so dass eine hintere Oberfläche der Zwischenschicht (13) an einer vorderen Oberfläche der Basisschicht (7) angebracht wird und eine hintere Oberfläche (4b) der Deckfolie (4) an einer vorderen Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13), die deren hinterer Oberfläche gegenüberliegt, angebracht wird, wodurch eine Schichtstruktur ausgebildet wird, welche die Basisschicht (7), die Zwischenschicht (13) und die Deckfolie (4) aufweist; und Aufbringen von Druck auf die vordere Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13) durch die Deckfolie (4), so dass die Zwischenschicht (13) verformt wird, wodurch der wenigstens eine Kanal (20) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Deckfolie (4) aufweitbar ist und das Verfahren ferner umfasst, die Deckfolie (4) aufzuweiten.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Deckfolie (4) aufgeweitet wird, wenn der Druck durch die Deckfolie (4) auf die vordere Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zwischenschicht (13) durch einen äußeren Impuls, wie zum Beispiel UV-Strahlung, Wärme, ein elektrisches Feld und/oder eine chemische Substanz, härtbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner umfasst, nach dem Ausbilden des wenigstens einen Kanals (20) den äußeren Impuls auf die Zwischenschicht (13) aufzubringen, so dass die Zwischenschicht (13) ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisschicht (7), die Zwischenschicht (13) und die Deckfolie (4) zuerst geschichtet werden, wodurch die Schichtstruktur, welche die Basisschicht (7), die Zwischenschicht (13) und die Deckfolie (4) aufweist, ausgebildet wird, und nachfolgend Druck durch die Deckfolie (4) auf die vordere Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13) aufgebracht wird, so dass die Zwischenschicht (13) verformt wird, wodurch der wenigstens eine Kanal (20) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Kanal (20) eine Breite im Bereich von 5 bis 800 µm und/oder eine Tiefe im Bereich von 5 bis 200 µm und/oder eine Länge im Bereich von 0,5 bis 100 mm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der wenigstens eine Kanal (20) über 5% oder mehr, vorzugsweise 10% oder mehr, einer Breite und/oder einer Länge der Schichtstruktur erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung (30) mehrere Kanäle (20) aufweist und der Druck durch die Deckfolie (4) auf die vordere Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13) aufgebracht wird, so dass die Zwischenschicht (13) verformt wird, wodurch die mehreren Kanäle (20) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem wenigstens zwei der mehreren Kanäle (20) miteinander verbunden sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Druck unter Verwendung eines Stempels, einer Form oder eines Formwerkzeugs durch die Deckfolie (4) auf die vordere Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisschicht (7) aus einem steifen Material, wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat und/oder Silizium und/oder Glas und/oder Edelstahl, besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisschicht (7) eine Dicke im Bereich von 200 bis 1500 µm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zwischenschicht (13) aus einem Harz, einem Haftmittel oder einem Gel ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zwischenschicht (13) eine Dicke im Bereich von 20 bis 1000 µm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Deckfolie (4) aus einem Polymermaterial, wie zum Beispiel Polyvinylchlorid, Polyolefin oder Ethylenvinylacetat, besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Deckfolie (4) eine Dicke im Bereich von 5 bis 200 µm aufweist.
Mikrofluidisches System oder mikrofluidische Einrichtung (30) mit wenigstens einem Kanal (20), wobei das mikrofluidische System oder die mikrofluidische Einrichtung (30) aufweist: eine Schichtstruktur, die eine Basisschicht (7), eine Zwischenschicht (13) und eine Deckfolie (4) aufweist; wobei eine hintere Oberfläche der Zwischenschicht (13) an einer vorderen Oberfläche (17) der Basisschicht (7) angebracht ist und eine hintere Oberfläche (4b) der Deckfolie (4) an einer vorderen Oberfläche (13a) der Zwischenschicht (13), die deren hinterer Oberfläche gegenüberliegt, angebracht ist, und der wenigstens eine Kanal (20) so in der Schichtstruktur ausgebildet ist, dass er zu der Seite der Deckfolie (4) offen ist.