DE102018111822B4 - Fluidisches System zur Aufnahme, Abgabe und Bewegung von Flüssigkeiten, Verfahren zur Verarbeitung von Fluiden in einem fluidischen System - Google Patents

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Abstract

Fluidisches System umfassend:eine flächig ausgebildete strukturierte Komponente (1) mit einer Kammer (2) und einem Kanalsystem (3) und wenigstens einem Funktionselement (45), wobei das Funktionselement (45) als Filter, Membran, Fritte oder Funktionspapier realisiert ist,wobei wenigstens die Kammer (2) mit einem Bauteil (4) fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem (3) und mindestens eine fluidische Schnittstelle (5) mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist,wobei eine erste fluidische Schnittstelle (5.1) zur Aufnahme eines Fluids vorgesehen ist und die erste fluidische Schnittstelle (5.1) fluidisch mit dem wenigstens einen Funktionselement (45) verbunden ist,wobei das Funktionselement (45) fluidisch mit der Kammer (2) des fluidischen Systems verbunden ist und eine zweite fluidische Schnittstelle (5.2) zur Abgabe des Fluids mit der Kammer (2) und/oder einem Funktionselement (45) verbunden ist,wobei das Bauteil (4) einen von außen zugänglichen flexiblen oder beweglichen Bereich (6) aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer (2) oder über eine Ebene der Kammer (2) hinaus bewegt werden kann, wobei durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle (5) aufgenommen oder abgegeben und/oder im fluidischen System bewegt werden können,wobei der flexible oder bewegliche Bereich (6) händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) möglich ist, undwobei das Fluid durch eine Druckbeaufschlagung der Kammer (2) über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgebbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme, Abgabe, Verdünnung oder Bewegung von Flüssigkeiten sowie zur Zugabe von flüssigen Komponenten, zum Trennen, Filtern, Fraktionieren, Anreichern von Flüssigkeiten und/oder deren Bestandteilen sowie des Modifizierens von Flüssigkeiten und deren Bestandteilen und zum Nachweis der Inhaltsstoffe der Flüssigkeiten, die auch als fluidisches System bezeichnet werden kann, insbesondere auf ein mikrofluidisches System. Die Vorrichtung kann auch als Chip bezeichnet werden. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Verarbeitung von Fluiden in einem fluidischen System.
  • Hintergrund
  • Das Aufnehmen und Abgeben von Flüssigkeiten und Gasen sowie deren Bewegung einschließlich des Mischens in fluidischen Systemen, das Trennen, Filtern, Fraktionieren und Anreichern von Flüssigkeiten und deren Bestandteilen sowie des Modifizierens von Flüssigkeiten und deren Bestandteile und der Nachweis von Stoffen, insbesondere in mikrofluidischen Systemen, erfolgt häufig über eine extern angeschlossene Pumpe, die über eine fluidische Schnittstelle mit dem fluidischen System verbunden ist, über in das fluidische System integrierte Spritzenpumpen oder über Membranventile. Alle diese Lösungen benötigen ein entsprechendes Betriebsgerät, um die Pumpen oder Ventile betreiben zu können und sind nicht dazu geeignet, Funktionen wie das Aufnehmen, Abgeben und/oder Bewegen von Flüssigkeiten in Lab-on-a-Chip-Systemen auf einfache Weise oder gar händisch umzusetzen.
  • Die externen Pumpen zur Manipulation von Lab-on-a-Chip-Systemen benötigen eine fluidische Schnittstelle, zu deren Nutzung weitere Komponenten notwendig sind und die wie alle fluidischen Schnittstellen das Risiko der Leckage beinhalten. Außerdem stellen zusätzliche angeschlossene Geräte zur Durchführung der oben genannten Teilfunktionen neben einer zeitlichen Verzögerung auch das Risiko der Verunreinigung bzw. Verfälschung der Analyseergebnisse dar.
  • Direkt in fluidische Systeme integrierte Spritzenpumpen vermeiden eine fluidische Schnittstelle nach außen, benötigen aber ein weiteres Element, den Stößel, um Flüssigkeiten zu bewegen.
  • Membranventile bieten den Vorteil, dass diese ohne fluidische Schnittstelle und ohne weitere Komponenten auskommen und lediglich eine vorgeformte Mulde und einen beweglichen Deckel zur Aktuierung benötigen. Dabei sind diese so gestaltet, dass sie sowohl pneumatisch als auch mechanisch betrieben werden können. Der Betrieb dieser Membranventile erfolgt in der Regel über ein entsprechendes Betriebsgerät.
  • Das Aufnehmen und Abgeben von Flüssigkeiten, die Verteilung auf verschiedene Reaktionskavitäten, das Bewegen von Flüssigkeiten sowie die Zugabe von Reaktionskomponenten erfordert manuelle Handhabungsschritte bzw. eine entsprechende Automatisierung dieser Schritte mittels großer Automaten. Händisch erfolgt dies bei der Probenaufnahme sowie Reagenzienzuführung mittels Pipettieren, das Mischen und Inkubierten erfolgt beispielsweise durch Schütteln von Titerplatten und für die Zuführung von Reagenzien sind diese aus entsprechenden Vorratsbehältern zu entnehmen. Sowohl die manuelle Handhabung als auch die die automatisierte Handhabung erfordert eine größere Anzahl von Handhabungsschritten, Zusatzausrüstung wie Pipetten oder Pipettierautomaten sowie die Lagermöglichkeit der entsprechenden Reagenzien.
  • In mikrofluidischen Systemen erfolgt die Handhabung zumeist über externe Pumpen und Bedarf eines Gerätes zur Steuerung des Systems.
  • Das Trennen, Filtern, Anreichern und/oder Fraktionieren von Flüssigkeiten und deren Bestandteilen erfolgt häufig über Filter und/oder Membranen bzw. über Dichtegradienten in einer Flüssigkeit und in Kombination mit einer Filtration der die Filter/Membranen bzw. Dichtegradienten enthaltenen Gefäße, um die Probe entsprechend aufzutrennen. Auch hier sind neben dem Versuchsgefäß zusätzliche Geräte und manuelle Handhabungsschritte notwendig.
  • Die vorliegende Erfindung kombiniert alle Handhabungsschritte einschließlich der Reagenzienvorlagerung auf einem auch händisch zu bedienenden Bauteil.
  • US 2004/0063217 A1 beschreibt ein fluidisches System mit einem Reservoir, einen Pumpstruktur und einer Kammer.
  • US 2008/0050830 A1 beschreibt ein fluidisches System, bei dem in einem Sammelbereich ein Filter vorhanden sein kann.
  • Der Artikel „Design of a Fully-enclosed Disposable Bio-micro fluidic Cartridge with Selfcontained Reagents for Infectious Diseases Diagnostic Applications“ von Ling Xie, Institute of Microelectronics (IME) von 2009 beschreibt einen mikrofluidischen Chip mit einem Kanalsystem, welcher von außen mit einem Druck beaufschlagt werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Aufnahme, Abgabe, das Verdünnen, den Transport und/oder das Mischen von Flüssigkeiten sowie das Trennen, Filtern, Anreichern und/oder Fraktionieren von Flüssigkeiten und deren Bestandteilen sowie das Modifizieren von Flüssigkeiten und deren Bestandteilen sowie den Nachweis der Inhaltsstoffe der Flüssigkeiten sowohl manuell, d.h. ohne weitere Hilfsmittel, als auch mit entsprechenden Vorrichtungen betreiben zu können. Dies soll vorzugsweise in einem fluidischen System ohne eine externe Pump- oder Saugvorrichtung, vorzugsweise auch manuell, möglich sein. Eine besondere Eigenschaft des Systems ist es, dass eine Mehrfachaufnahme und -abgabe von Flüssigkeiten möglich ist und dass Wunschvolumina der aufgenommenen bzw. abgegebenen Flüssigkeit präzise gesteuert werden können. Es ist auch eine Aufgabe Verfahren zur Verarbeitung von Fluiden mit derartigen fluidischen Systemen anzugeben.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Es ist ein fluidisches System angegeben, umfassend eine strukturierte Komponente mit einer Kammer und einem Kanalsystem, die mit einem Bauteil fluiddicht verschlossen sind, wobei die Kammer über das Kanalsystem und eine fluidische Schnittstelle mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist. Das Bauteil verfügt über einen flexiblen oder beweglichen Bereich, der in den Kammerbereich oder über eine Ebene der Kammer hinausbewegt werden kann. Die Ebene der Kammer ist dabei die obere Begrenzung der Kammer an der Seite zur Kammer, d.h. die Unterseite des die Kammer verschließenden Bauteils. Durch die Bewegung des flexiblen Bereiches können Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle aufgenommen oder abgegeben werden bzw. im fluidischen System bewegt werden. Dabei kann der bewegliche Bereich händisch oder mit einem entsprechenden Betriebs- gerät bewegt werden. Eine Option ist dabei das Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen Bereichs in unterschiedliche Positionen. Besonders vorteilhaft sind die Möglichkeit der definierten Fluidabgabe und -aufnahme durch die Kombination der Kammer mit einem kleinen Kanalsystem, der Mehrfachaufnahme und -abgabe von Flüssigkeiten sowie die Möglichkeit des händischen Betriebs.
  • Bevorzugt verfügt das fluidische System über eine Schnittstelle für ein Flüssigkeitsreagenzienreservoir.
  • Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des die strukturierte Komponente verschließenden Bauteils als Folie, wobei die Folie durch ihre intrinsische Flexibilität gleichzeitig das bewegliche Bauteil ist.
  • Die strukturierte Komponente kann vorzugsweise an ihrer Ober- und Unterseite mit jeweils einem abdeckenden Bauteil versehen sein. Dadurch lassen sich Kanalsysteme bzw. Teile davon auf beiden Seiten der strukturierten Komponente anordnen und mit den Bauteilen verschließen. Somit kann das Kanalsystem einfach in die strukturierte Komponente auf einer oder beiden Seiten von der jeweiligen Oberfläche her eingebracht werden und die Kanäle auf beiden Seiten können durch Bohrungen verbunden sein. Im Bereich der Kammer kann das Bauteil flexible ausgestaltet sein, oder es ist als Folie ausgestaltet, die dann im Bereich der Kammer als flexibler Bereich dient, da sie in ihrer Grundeigenschaft flexibel ist.
  • Die Verdünnung der aufgenommenen Flüssigkeit bzw. die Zuführung von Reagenzien erfolgt über die Entleerung eines mit der strukturierten Komponente verbundenen Flüssigkeitsreservoirs, das als Blister ausgestaltet sein kann. Durch die Außengeometrie der fluidischen Schnittstellen kann die Flüssigkeitsaufnahme und Flüssigkeitsabnahme beeinflusst werden.
  • Durch die entsprechende Auslassgeometrie der fluidischen Schnittstelle kann das Volumen definiert werden, wobei diese Volumendefinition durch eine Oberflächenmodifikation der fluidischen Schnittstelle weiter beeinflusst werden kann.
  • Es ist ferner ein weiteres fluidisches System angegeben, umfassend eine strukturierte Komponente mit einer Kammer und einem Kanalsystem die mit einem weiteren Bauteil dicht verschlossen sind, wobei die Kammer über das Kanalsystem und eine fluidische Schnittstelle mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist. Dabei wird der flexible Bereich durch die Wände der Kammer gebildet.
  • Besonders vorteilhaft ist hier, dass auch ein seitliches Drücken der Kammer das Bewegen der Flüssigkeit ermöglicht oder der Kompressionseffekt durch die flexiblen Kammerwände verstärkt werden kann.
  • Es ist darüber hinaus noch ein weiteres fluidisches System angegeben, umfassend ein strukturiertes Bauteil oder strukturierte Komponente sowie ein weiteres Bauteil, das Kammer und Kanalsystem dicht verschließt und die Kammer über das Kanalsystem und die fluidische Schnittstelle mit der Außenwelt verbunden ist. Dabei ist das strukturierte Bauteil derart ausgeführt, dass der Kammerboden flexibel ist und eingedrückt oder ausgedehnt werden kann.
  • Besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsvariante ist, dass der Boden besonders flexibel gestaltet werden kann und eine Fertigung mittels Zweikomponentenspritzguss möglich ist, so dass eine flexible Komponente zusammen mit einer weiteren Komponente gespritzt werden kann. Alternativ kann auch gleich das Grundmaterial des strukturierten Bauteils hinlänglich flexibel sein, um die Funktionalität des Bauteils zu gewährleisten. Eine Montage des flexiblen Bereiches in den das strukturierte Bauteil ist ebenfalls möglich.
  • Die Kammer kann über ein weiteres Kanalsystem mit einer fluidischen Schnittstelle verbunden sein, wobei eine der fluidischen Schnittstellen mit einer Kappe verschlossen werden kann. Der Verschluss mit einer Kappe verhindert weiterhin einen Flüssigkeitsaustritt an dieser Stelle.
  • Bevorzugt wird durch die Integration von Ventilen, beispielsweise Kapillarstoppventilen, die durch eine Veränderung des Kapillardurchmessers wirken, die Aufnahme definierter Volumina ermöglicht.
  • Bevorzugt entsteht durch lokale Modifikation der Oberfläche eine Ventilfunktion bzw. wird die Funktion bestehender geometrisch wirkender Ventile durch eine Oberflächenmodifikation im Ventilbereich die geometrisch erzeugte Ventilfunktion noch verstärkt.
  • Besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsvariante ist, dass bei einer Flüssigkeitsaufnahme durch die zweite fluidische Schnittstelle eine Entlüftung stattfinden kann und zudem Flüssigkeitsaufnahme und -abgabe an verschiedenen Stellen erfolgen kann. Der Verschluss mit einer Kappe verhindert weiterhin einen Flüssigkeitsaustritt an dieser Stelle. Weiterhin ist eine entsprechende Positionierung des fluidischen Systems, dass bei der Flüssigkeitsabgabe die abgebende fluidische Schnittstelle nach unten geneigt ist, vorteilhaft.
  • Vorzugsweise enthält das fluidische System eine Entlüftungsoption für die Kammer, die über einen zusätzlichen mit der Außenwelt in Verbindung stehenden Kanal oder eine gasdurchlässige Membran erfolgen kann und diese Entlüftungsvorrichtung optional geschlossen werden kann.
  • Vorzugsweise enthält das fluidische System einen Einlasskanal, der über eine passive Stopfunktion, beispielsweise ein Kapillarstoppventil, eine Kanalverjüngung oder eine entsprechende Oberflächenmodifizierung verfügt, und entweder über Kapillarwirkung, die durch Oberflächenmodifikationen im zu befüllenden Bereich verstärkt sein kann, oder durch eine durch die beweglichen Bauteile herbeigeführte Veränderung des Kammervolumens eine definierte Menge Flüssigkeit aufnimmt.
  • Die Aufnahme sehr genauer Volumina ohne das Verwenden von teuren Pipettiereinheiten ist hier besonders vorteilhaft.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das fluidische System eines oder mehrere Reagenzienreservoire. Diese können beispielsweise als Blister ausgeformt sein.
  • Besonders vorteilhat ist hier, dass mehrere Fluide oder Trockenreagenzien miteinander gemischt werden können und das flüssige Reagenzien zum Transport von aufgenommenen oder im System vorgelegter Trockenreagenzien genutzt werden kann.
  • Bevorzugt sind Trockenreagenzien in die strukturierte Komponente eingebracht, die durch die durchströmenden Fluide aufgenommen und mit diesen gemischt werden können.
  • Bevorzugt ist ein Reagenz an definierter Stelle vorgelegt, welches die hinüberströmende Flüssigkeit färbt und damit das Erreichen der Position, an der das Reagenz vorgelegt ist, und damit das Erreichen eines bestimmten Volumens oder einer Verweilzeit angibt.
  • Bevorzugt ist an einer definierten Position eine Vergrößerungsfunktion in die strukturierte Komponente eingebracht ist, die z.B. in Form einer in die strukturierte Komponente integrierten Linse erfolgt, um das Erreichen bestimmter Positionen im Kanalsystem durch die Flüssigkeit besser verfolgen zu können und auch Farbreaktionen als Indikatorreaktionen besser ablesen zu können.
  • Weiter bevorzugt sind längere Kanalelemente als Flussbegrenzer in den Fluidverlauf eingebracht, um eine kontrollierte Flüssigkeitsaufnahme und -abgabe zu ermöglichen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Reagenzienreservoir als Blister ausgeformt. Vorzugsweise weist das Reagenzienreservoir einen Blistersitz auf, der über spitze Elemente verfügt, die den darüber sitzenden flüssigkeitsdicht verbundenen Blister durchstoßen. Diese Ausführungsform kann durch eine Klappe erweitert werden, die über Führungselemente im Blistersitz ein definiertes Einfügen der Klappe und damit eine definierte Volumendosierung ermöglichen. Die Volumendosierung kann durch spezielle Ausführung der Führungselemente auch mehrstufig erfolgen.
  • Dabei ist der flüssigkeitsdichte Verschluss der fluidischen Schnittstelle für die Flüssigkeitsaufnahme beispielsweise über eine Kappe sinnvoll. Die Kappe kann auch mit einem Transportelement, z.B. ein Dorn oder Stößel versehen sein, der in den Kanal hineinragt und somit die darin befindliche Flüssigkeit durch Volumenverdrängung transportiert, wenn die Kappe auf die fluidische Schnittstelle gesetzt wird. Darüber hinaus oder alternativ kann die Kappe auch einen flexiblen Bereich aufweisen, der nach dem Aufsetzen eingedrückt oder auch herausgezogen werden kann um, somit die im Kanal bzw. im Kanalsystem befindliche Flüssigkeit zu bewegen. Beim Eindrücken wird die Flüssigkeit weiter in den Kanal gedrückt. Beim Herausziehen des flexiblen Bereichs wird Flüssigkeit aus dem Kanal in Richtung der fluidischen Schnittstelle befördert. Dadurch lassen sich auch kleine Bewegungen generieren.
  • Besonders vorteilhat ist hier, dass so definierte Flüssigkeitsvolumina aus dem Blister abgegeben werden können, und dies auch manuell hoch präzise erfolgen kann. Damit kann in Kombination mit einer definierten Volumenaufnahme ein exaktes Mischungsverhältnis eingestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt das fluidische System über einen langen Kanal zur Kammer hin. Besonders vorteilhaft ist dieser lange Kanal, da damit eine Geschwindigkeit der Flüssigkeitsaufnahme eingestellt werden kann und in den Kanal Reagenzien eingebracht sein können, die durch die lange Mitführung im Kanal optimal resuspendieren.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der lange Kanal zur Kammer hin zusätzliche Aufweitungen auf. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, da in den Aufweitungen Reagenzien vorkonfektioniert werden können und eine verbesserte Durchmischung durch ein unterschiedliches Flussprofil erfolgen kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das fluidische System eine Kavität oder Detektionskammer zur optischen Auslese und/oder zur Reaktion die vorzugsweise noch verschiedene Tiefen aufweisen kann. Besonders vorteilhat ist hier, dass direkt eine optische Detektion erfolgen kann und bei einer Ausführung der Detektionskammer mit mehreren Tiefen auch der dynamische Bereich vergrößert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das fluidische Systemeinen Lateral Flow Streifen, dessen Befüllung durch den Betrieb der Kammer ermöglicht wird. Eine Ausführungsvariante beinhaltet eine Entlüftungsmembran, eine andere einen Entlüftungskanal. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit der Flüssigkeitsaufnahme, die manuell betrieben werden kann, mit der direkten Möglichkeit der Auslese über den Lateral Flow-Streifen. Gerade gezielte Belüftungsoptionen ermöglichen die Kombination des durch die Kammer erzielten Unterdruck-getriebenen Flusses mit der nachfolgenden Flüssigkeitsbewegung durch die Saugwirkung des Lateral Flow Streifens. Ein Lateral Flow Streifen dient dem Nachweis im Fluid befindlicher Zielmoleküle, wobei sowohl einzelne Zielmoleküle als auch unterschiedliche Zielmoleküle je nach Ausgestaltung des Lateral Flow Streifen nachgewiesen werden könne. Weine besonderer Ausprägung des Lateral Flow Streifen ist die Integration eines Arrays zum parallelen Nachweis mehrerer Zielmoleküle.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das fluidische System mehr als eine Kammer, die über ein Kanalsystem miteinander verbunden sind und/oder in einer oder mehreren Ebenen angeordnet sein können. Besonders vorteilhaft ist, dass eine Weiterleitung und ein Hin- und Herschieben sowie ein aktives Mischen über die Veränderung der Kammervolumina durch die flexiblen Elemente ermöglicht werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das fluidische System Aufsätze auf den flexiblen Bauteilen, die sich entweder außerhalb der Kammer befinden oder in die Kammer hineinreichen. Besonders vorteilhaft ist hier eine genaue Definition des aufzunehmenden bzw. abzugebenden Volumens, das damit auch bei händischem Betrieb unabhängig von der Kraft oder Fingergröße des Nutzers ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt das fluidische System über vorgelegte Reagenzien in der Kammer. Besonders vorteilhaft ist hier, dass die Kammer nicht nur der Flüssigkeitsbewegung dient, sondern das Kammervolumen direkt zum Auflösen, Reagieren und Mischen von Reagenzien genutzt werden kann. Insbesondere vorgelegte Trockenreagenzien ermöglichen hier eine besonders vorteilhafte Nutzung der Kammer.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kappe zum Entleeren des Blisters direkt mit Druckelementen zum Bewegen des flexiblen Bereichs verbunden, ggf. auch einstückig realisiert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Mischen durch in die Kammer eingebrachte bewegliche Elemente möglich, wie Kugeln oder Stäbe, die auch magnetisch sein können. Das Mischen kann zusätzlich durch Strukturelemente in der strukturierten Komponente verstärkt werden oder gänzlich durch diese erfolgen. Besonders vorteilhat ist hier, dass der einfache Aufbau des Systems ein besonders effektives Mischen in der Kammer erlaubt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt ein Mischen in der Kammer durch ein händisches Bewegen des fluidischen Systems. Besonders vorteilhat ist hier, dass der einfache Aufbau des Systems einen händischen Gebrauch ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt ein Mischen in der Kammer durch einen geräteseitigen Mischmechanismus. Besonders vorteilhat ist hier, dass ein effizientes Mischen erfolgen kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung beinhalten die Kanalsysteme selbst Justiermarken oder es sind neben, unter oder über dem Kanalsystem Justiermarken angebracht, die eine Volumenangabe ermöglichen. Besonders vorteilhat ist diese Markierung ähnlich eines Lineals, da es dem Nutzer erlaubt, das aufgenommene oder abgegebene Volumen abzulesen und die Aufnahme oder Abgabe von Volumina zu beenden oder weiter fortzusetzen, um definierte Volumen auf-, abzugeben oder zu bewegen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine mehrfache Flüssigkeitsaufnahme bzw. -abgabe möglich. Besonders vorteilhat ist hier, dass das fluidische System zum mehrfachen Aufnehmen und Abgeben von Flüssigkeiten genutzt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind fluidische Schnittstellen an der strukturierten Komponente vorgesehen, die in verschiedene Richtungen zeigen, beispielsweise senkrecht zur Ebene des fluidischen Systems oder in einem speziellen Winkel vom fluidischen System abgehend. Besonders vorteilhat ist hier, dass durch eine spezielle Geometrie die Auf- bzw. Abgabe von Flüssigkeiten in speziell geformte Oberflächen oder Gefäße erfolgen kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere fluidische Schnittstellen vorgesehen. Dies ist besonders vorteilhaft, da dann eine Abgabe und Aufnahme von Flüssigkeiten an verschiedenen Stellen gleichzeitig oder nacheinander erfolgen kann.
  • In Kombination mit einem Verteilersystem wird die Aufnahme und Abgabe an mehreren Stellen gleichzeitig oder nacheinander möglich. Bei Nutzung eines reinen Verteilersystems kann eine gleichzeitige Abgabe oder Aufnahme von Flüssigkeiten über die Bewegung der flexiblen Elemente erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Aufnahme bzw. Abgabe der Flüssigkeiten über Membranventile gesteuert siehe. Dies ist besonders vorteilhaft, da damit eine individuelle Fluidaufnahme bzw. Fluidabgabe an unterschiedlichen fluidischen Schnittstellen durch die Bewegung der flexiblen Elemente in der Kammer erfolgen kann.
  • Eine besondere Ausgestaltung ist die Integration von passiven Ventilen in die einzelnen Verteilerkanäle um eine gleichmäßige Befüllung und damit einen gleichmäßigen Flüssigkeitstransport und damit z.B. die Abgabe gleicher Volumina zu sichern.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Aufnahme bzw. Abgabe der Flüssigkeiten über Drehventile gesteuert Die Drehventile weisen vorzugsweise Drehventilsitz und einen rotierenden, die unterschiedlichen Teile des Kanalsystems verbindenden Drehventilkörper mit Verbindungskanal auf. Dies ist besonders vorteilhaft, da damit eine individuelle Fluidaufnahme bzw. Fluidabgabe an unterschiedlichen fluidischen Schnittstellen durch die Bewegung der flexiblen Elemente in der Kammer erfolgen kann.
  • In einer besonderen Ausgestaltung ist das fluidische System als mikrofluidisches System ausgebildet. Die strukturierte Komponente ist vorzugsweise und im Wesentlichen aus Kunststoff hergestellt.
  • Beim flexiblen Element kann das gesamte Bauteil z.B. als Folie aus Kunststoff hergestellt sein. Es aber auch möglich einen in die anderen Bauteile eingebrachten flexiblen Kunststoff wie Silikon oder TPE oder ein bewegliches mechanisches Element aus einem beliebigen Material zu verwenden.
  • Die oben genannten Ausführungsformen des fluidischen Systems weisen weiter erfindungsgemäß wenigstens ein Funktionselement auf, welches beispielsweise durch einen Filter, eine Membran, eine Fritte, oder ein Funktionspapier oder ähnliche Elemente realisiert sein kann.
  • Das eine oder die mehreren Funktionselemente können durch einen oder mehrere Filter, Membranen, Fritten, Papier oder ähnliche Elemente realisiert sein, die Reagenzien enthalten oder auf die Reagenzien aufgebracht sind.
  • Auf die strukturierte Komponente und/oder das wenigstens eine Bauteil und/oder das eine oder die mehreren Funktionselemente können Reagenzien aufgebracht sein bzw. können diese Reagenzien enthalten, beispielsweise auch in Form von Arrays gleicher oder verschiedener Agenzien.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein fluidisches System gelöst, umfassend: eine strukturierte Komponente mit einer Kammer und einem Kanalsystem, wobei die Kammer und/oder das Kanalsystem wenigstens ein Funktionselement aufweisen, wobei wenigstens die Kammer mit einem Bauteil fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem und mindestens eine fluidische Schnittstelle mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei das Bauteil einen flexiblen oder beweglichen Bereich aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer oder über eine Ebene der Kammer hinaus bewegt werden kann und durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs Flüssigkeiten oder Gase über die fluidische Schnittstelle aufgenommen oder abgegeben bzw. im fluidischen System bewegt werden können, wobei der flexible oder bewegliche Bereich händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs möglich ist.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein fluidisches System gelöst, umfassend: eine strukturierte Komponente mit einer Kammer und einem Kanalsystem, wobei die Kammer und/oder das Kanalsystem wenigstens ein Funktionselement aufweisen, und das wenigstens eine Funktionselement mit Reagenzien versehen ist, wobei wenigstens die Kammer mit einem Bauteil fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem und mindestens eine fluidische Schnittstelle mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei das Bauteil einen flexiblen oder beweglichen Bereich aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer oder über eine Ebene der Kammer hinaus bewegt werden kann, um durch Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs Flüssigkeiten oder Gase über die fluidische Schnittstelle aufzunehmen oder abzugeben bzw. im fluidischen System zu bewegen, wobei der flexible oder bewegliche Bereich händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs möglich ist.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein fluidisches System gelöst, umfassend: eine strukturierte Komponente mit einer Kammer und einem Kanalsystem, wobei Reagenzien auf der strukturierten Komponente und/oder auf dem diese verschließendes Bauteil und/oder auf dem wenigstens Funktionselement aufgebracht sind, wobei wenigstens die Kammer mit einem Bauteil fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem und mindestens eine fluidische Schnittstelle mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei das Bauteil einen flexiblen oder beweglichen Bereich aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer oder über eine Ebene der Kammer hinaus bewegt werden kann, wobei durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle aufgenommen oder abgegeben bzw. im fluidischen System bewegt werden können, wobei der flexible oder bewegliche Bereich händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs möglich ist.
  • Vorzugsweise ist das Funktionselement durch einen Filter, eine Membran, eine Fritte und/ oder ein Funktionspapier realisiert. All diese Beispiele der Funktionselemente sind für Fluide wenigstens teilweise passierbar, d.h. porös. Es kann sich um Membranen und/oder Filter zum Grö-ßenausschluss dienen wie laserstrukturierte Membranen (Track-Etch) mit genau definierter Porengröße, Siliziumsiebe, Filterpapier mit einem grobmaschigen Netz. Funktionselemente die den Größenausschluss und / oder Anbindung an die Oberfläche des Funktionselements nutzen sind verschiedene Elemente wie z.B. poröse dreidimensionale Strukturen wie Fritten, Siliziummembranen, Silikamembranen, dreidimensional aggregierte Partikel, Filtermatten aus diversen Materialien, Silikamatten, PET-Filter, Dünnschichtchromatographiematerial oder Plasma-/Serumgenerierungsmembranen sein, um einige Beispiele zu nennen. Alle diese Funktionselemente können zusätzlich mit Reagenzien versehen werden, um eine spezifische Anbindung von Zielmolekülen an diese Funktionselemente umzusetzen und ein gezieltes Ablösen der Zielmoleküle von Funktionselementen zu realisieren.
  • Vorzugsweise ist erfolgt eine Aufnahme eines Fluids oder Fluids über die fluidische Schnittstelle, wobei die Flüssigkeit durch oder über das Funktionselement geleitet wird. Das Fluid kann dann mittels einer Druckbeaufschlagung der Kammer der Daumenpumpe wieder abgegeben werden.
  • Vorzugsweise erfolgt die Aufnahme des Fluids über Kapillarkräfte oder eine Oberflächenspannung, die durch die Oberflächen des Kanalsystems bzw. der Kammer und/oder der fluidischen Schnittstelle hervorgerufen wird.
  • Vorzugsweise erfolgt die Aufnahme des Fluids über die Betätigung der Kammer der Daumenpumpe.
  • Vorzugsweise weist das fluidische System wenigstens ein Ventil auf, welches in dem Kanalsystem angeordnet ist, wobei durch die Integration des Ventils ein definiertes Volumen aufgenommen werden kann.
  • Vorzugsweise weist das wenigstens eine Funktionselement eine Saugfunktion auf, wodurch die Flüssigkeitsaufnahme getrieben wird. Die Saugfunktion kann durch eine hygroskopische Eigenschaft der Materialien des Funktionselements hervorgerufen werden.
  • Vorzugsweise kann der Eingang mit einer Kappe verschlossen werden kann.
  • Vorzugsweise können der Ein- und Ausgang mit einer Kappe verschlossen werden können.
  • Vorzugsweise bewirkt das wenigstens eine Funktionselement bei einer Durchströmung von Blut, dass nur Plasma oder Serum durch das Funktionselement gelangt und andere Blutbestandteile durch das Funktionselement zurück gehalten werden, wobei eine Abgabe des gewonnenen Plasmas oder Serums über den Fluidausgang erfolgen kann.
  • Vorzugsweise sind zwei Funktionselemente hintereinander geschaltet. Das heißt, im Kanalsystem sind zwei Funktionselemente mit gleichen oder verschiedenen Eigenschaften angeordnet.
  • Vorzugsweise sind die zwei Funktionselemente hintereinander geschaltet, wobei zunächst das eine Funktionselement durchströmt wird und die Flüssigkeit zur Kammer der Daumenpumpe gelangt.
  • Dann wird der Fluideingang mit einer Kappe verschlossen, wobei durch eine Bewegung des flexiblen Bauteils die Flüssigkeit zum zweiten Funktionselement gelangt und dann über den Fluidausgang abgegeben wird. D.h. das erste Funktionselement ist in Strömungsrichtung vom Eingang zum Ausgang vor der Kammer im Kanalsystem angeordnet und das zweite Funktionselement ist in Strömungsrichtung hinter der Kammer oder zwischen Kammer und Fluidausgang angeordnet.
  • Vorzugsweise sind zwei Funktionselemente hintereinander geschaltet, wobei zunächst das eine Funktionselement durchströmt wird, und anschließend die durchgeströmte Flüssigkeit durch das zweite Funktionselement dringt und durch eine Bewegung des beweglichen Bauteils über den Fluidausgang abgegeben wird. Nach der Aufnahme der Flüssigkeit über den Fluideingang wird dieser beispielsweise mit einer Kappe verschlossen.
  • Vorzugsweise dient das wenigstens eine Funktionselement der Erzeugung von Plasma oder Serum.
  • Vorzugsweise dient das erste Funktionselement der Erzeugung von Plasma oder Serum, wobei das zweite Funktionselement hämolysierte rote Blutkörperchen entfernt.
  • Vorzugsweise ist ein Flüssigkeitsreservoir mit der strukturierten Komponente verbunden, wobei durch die Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsreservoir eine Verdünnung des Fluids innerhalb des Kanalsystems erfolgt.
  • Vorzugsweise ist ein Flüssigkeitsreservoir mit der strukturierten Komponente verbunden, wobei über die Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsreservoir eine Verdünnung des Fluids innerhalb des Kanalsystems erfolgt, wobei aus dem Flüssigkeitsreservoir ein definiertes Volumen zu einem definierten Volumen der aufgenommenen Flüssigkeit abgebbar ist.
  • Vorzugsweise ist ein Flüssigkeitsreservoir mit der strukturierten Komponente verbunden, wobei über die Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsreservoir eine Verdünnung erfolgt und wobei ein definiertes Volumen aus dem Flüssigkeitsreservoir zu einem definierten Volumen der aufgenommenen Flüssigkeit, die bereits durch das Funktionselement geführt wurde hinzugefügt wird. Das heißt, in Strömungsrichtung ist nach dem Fluideingang das erste Funktionselement angeordnet um eine erste Behandlung an der aufgenommenen Flüssigkeit vorzunehmen, wobei dann ein Flüssigkeitsreservoir mit dem Kanalsystem verbunden ist, um der bereits vom ersten Funktionselement behandelten Flüssigkeit eine definierte Menge einer im Flüssigkeitsreservoir vorhandenen Flüssigkeit hinzuzufügen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann eine Flüssigkeit über die fluidische Schnittstelle aufgenommen werden, in einer Reaktionskavität mit Flüssigkeit versetzt werden und anschließend über bzw. durch wenigstens ein Funktionselement geführt zu werden, wobei Zielmoleküle der Flüssigkeit auf dem Funktionselement verbleiben und die Zielmoleküle durch eine Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir abgelöst werden und über den fluidische Schnittstelle (Ausgang, 5.2) abgegeben werden.
  • Vorzugsweise ist wenigstens ein weiteres Flüssigkeitsreservoir fluidisch mit dem Funktionselement verbunden, wodurch das Funktionselement von unterschiedlichen Flüssigkeiten durchströmt werden kann, um das Funktionselement von ungewünschten Bestandteilen zu befreien oder die losgelösten Zielmoleküle zu verdrängen.
  • Vorzugsweise wird die Ablösung von Zielmolekülen von dem wenigstens einen Funktionselement durch eine Temperaturänderung bewirkt.
  • Vorzugsweise wird die aufgenommene Flüssigkeit zunächst über ein erstes Funktionselement geleitet, wobei Partikel auf dem ersten Funktionselement zurück gehalten werden. Diese Partikel werden anschließend in kleinere Partikel zerlegt und dem nächsten Funktionselement zugeführt, wobei ein Teil der erzeugten kleineren Partikel vom Funktionselement zurückgehalten wird und anschließend wieder abgelöst werden kann, wobei die Zielpartikel in einer anderen Fraktion des Eluats zu finden sind als die abzutrennenden ungewünschten Komponenten oder weitere Zielkomponenten.
  • Vorzugsweise erfolgt vor der Ablösung der Zielpartikel durch Waschen mit Flüssigkeit eine Reinigung, wobei ungewünschte Partikel vom Funktionselement entfernt werden.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei den Partikeln, um Zellen, wobei es sich bei dem Schritt der Zerkleinerung der Partikel um die Lyse der Zellen handelt.
  • Vorzugsweise werden mit dem erfindungsgemäßen fluidischen System biologische Komponenten wie Nukleinsäuren, Proteine, Metaboliten und/oder Antikörper extrahiert, konzentriert und/oder aufgereinigt.
  • Vorzugsweise wird die erhaltene Zielkomponente anschließend über integrierte Reagenzien wie Arrays, d.h. einer Anordnung von Fängermolekülen, geführt, um die Zielmoleküle/Zielpartikel an die Arraymoleküle anzubinden und anschließend nachzuweisen.
  • Vorzugsweise wird die erhaltene Zielkomponente mit dem System detektiert und/oder identifiziert, weiter vorzugsweise quantitativ detektiert.
  • Vorzugsweise sind einzelne oder mehrere Funktionselemente parallelisiert angeordnet. Das heißt, das Kanalsystem weist mehrere parallel Stränge auf in denen jeweils eines oder mehrere Funktionselemente angeordnet sind.
  • Vorzugsweise zeigen die Reagenzien, die auf der strukturierten Komponente, dem Bauteil und/oder dem Funktionselement aufgebracht sind, bei Kontakt mit Flüssigkeit eine Farbänderung, wodurch ein Befüllindikator angezeigt wird.
  • Vorzugsweise befinden sich diese Reagenzien auf, in oder an dem Funktionselement.
  • Das fluidische System wird auch als Daumenpumpe bezeichnet, da sich das flexible Bauteil sich besonders leicht mit dem Daumen bedienen lässt.
  • Figurenliste
    • 1 - 16 zeigen Grundvarianten der Daumenpumpe, die erfindungsgemäß durch weitere Elemente in ihrer Funktionalität erweitert wurden, die in den 17 -25 dargestellt sind: Es zeigen:
    • 1 a bis 1c ein fluidisches System gemäß einer Ausführungsform.
    • 2 ein fluidisches System gemäß einer alternativen Ausführungsform.
    • 3 ein fluidisches System gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform.
    • 4 fluidische Schnittstellen eines fluidischen Systems gemäß Ausführungsformen.
    • 5a bis 5f Druckelemente eines fluidischen Systems gemäß Ausführungsformen.
    • 6a und 6b ein fluidisches System gemäß einer weiteren Ausführungsform.
    • 7a und 7b ein fluidisches System gemäß einer noch weiteren Ausführungsform.
    • 8a bis 8e einen Ausdrückmechanismus eines fluidischen Systems gemäß Ausführungsformen.
    • 9a und 9b ein fluidisches System mit Aufweitungen und Detektionskammer gemäß Ausführungsformen.
    • 1 0a bis 10c ein fluidisches System mit einem Lateral-Flow-Streifen gemäß Ausführungsformen.
    • 11 ein fluidisches System gemäß einer anderen Ausführungsform.
    • 12a bis 12d ein fluidisches System mit einem Verteilersystem gemäß Ausführungsformen.
    • 13 ein fluidisches System gemäß einer anderen Ausführungsform.
    • 14a, 14b ein fluidisches System mit einer Vergrößerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
    • 15a- 15c zeigen ein fluidisches System mit Flussbegrenzern gemäß Ausführungsformen.
    • 16 zeigt eine Ausführungsform des Chips mit Kappe in einer Ansicht von oben
    • 17a - d eine Ausführungsform mit Funktionselement wie Membran, Filter, Fritte, Papier oder ähnlichem Element,
    • 18a - c eine Ausführungsform mit integrierten Reagenzien, beispielhaft als Array gezeichnet, 18a und 18c als Querschnitt, 18b als Aufsicht,
    • 19a, 19b, 19c eine Ausführungsform mit der Kammer vorgeschaltetem und nachgeschaltetem Funktionselement (Filter, Membran, Fritte, Papier oder ähnliches Element), 19a als Aufsicht, 19b als Querschnitt und 19c als Querschnitt mit Kappe,
    • 20a, 20b, 20c eine Ausführungsform mit zwei Funktionselementen als Aufsicht (20a) und Querschnitt (20b, c),
    • 21a, 21b, 21c eine Ausführungsform mit zwei Funktionselementen als Aufsicht (21a) und Querschnitt (21b, c), die über ein Flüssigkeitsreservoir verfügt,
    • 22a, 22b, 22c eine Ausführungsform mit zwei Funktionselementen als Aufsicht (22a) und Querschnitt (22b, 22c), einem Reagenzienreservoir sowie über Kappen verschließbare fluidische Schnittstellen,
    • 23a, 23b, 23c eine Ausführungsform mit einem Funktionselement als Aufsicht (23a) und Querschnitt (23b, 23c), einer Entlüftungsmembran sowie über Kappen verschließbare fluidische Schnittstellen,
    • 24a, 24b, 24c eine Ausführungsform mit einem Funktionselement als Aufsicht (24a) und Querschnitt (24b, 24c), und drei über Kappen verschließbare fluidische Schnittstellen sowie beispielhaft drei Flüssigkeitsreservoire,
    • 25a, 25b, 25c eine Ausführungsform mit zwei Funktionselementen als Aufsicht (25a) und Querschnitt auf Höhe der Flüssigreservoire (25b) und auf einem Querschnitt auf Höhe des ersten Funktionselements und der Kammer (25c), und drei über Kappen verschließbare fluidische Schnittstellen sowie beispielhaft drei Flüssigkeitsreservoire.
    • 26a, 26b eine Ausführungsform mit einem Funktionselement als Aufsicht (26a) und als Querschnitt (26b), einer über eine Kappe verschließbaren fluidischen Schnittstelle, einer mit einer gaspermeablem Membran 24 versehenen Entlüftungsöffnung als weitere fluidische Schnittstelle, und einem Lateral Flow Streifen 23.
    • 27a, 27b eine Ausführungsform mit zwei Funktionselementen als Aufsicht (27a) und Querschnitt (27b), einer über eine Kappe verschließbaren fluidischen Schnittstellen, einer mit einer gaspermeablem Membran 24 versehenen Entlüftungsöffnung als weitere fluidische Schnittstelle, einem Lateral Flow Streifen 23.
    • 28a, 28b, 28c eine Ausführungsform mit zwei Funktionselementen als Aufsicht (28a) und Querschnitt (28b, c) einer über eine Kappe verschließbaren fluidischen Schnittstelle, einer mit einer gaspermeablem Membran 24 versehenen Entlüftungsöffnung als weitere fluidische Schnittstelle, einem Lateral Flow Streifen 23 und einem an einer beliebigen Stelle in das Kanalsystem 3 über einen Zuführkanal mündendes Reagenzienreservoir 16 und einem als Abfallreservoir 49 dienenden Hohlraums als Bestandteil des Kanalsystems 3.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt ein fluidisches System mit einer Kammer, die über einen flexiblen oder beweglichen Teil, zumeist den Boden und/oder Deckel, in speziellen Ausführungsformen aber auch bewegliche Wände, verfügt, der durch ein Anheben oder Niederdrücken das Aufnehmen, Abgeben, Verschieben, Verdünnen oder Mischen von Flüssigkeiten oder Gasen erlaubt, die über zumindest einen Kanal oder eine Öffnung mit der Kammer verbunden sind. Eine erfindungsgemäße Erweiterung wird entweder durch zusätzliche Elemente wie Filter, Membranen, Fritten oder ähnliche Elemente und/oder integrierte Reagenzien, die beispielsweise in der Form eines Arrays gleicher oder unterschiedlicher Reagenzien angeordnet sein können, erreicht. Damit kann ein Trennen, Filtern, Fraktionieren, Anreichern von Flüssigkeiten und deren Bestandteilen sowie das Modifizierens von Flüssigkeiten und deren Bestandteilen und der Nachweis der Inhaltsstoffe der Flüssigkeiten ermöglicht werden. Die einzelne Nutzung und die Kombination der zusätzlichen Elemente kann beliebig erfolgen.
  • Dabei sind Kammer und der bewegliche Teil so ausgestaltet, dass durch eine Bewegung des beweglichen Teils aus seiner Ausgangsposition ein vorbestimmtes, aber einstellbares Volumen der Kammer verdrängt wird. So können vorbestimmte Volumina bei der Rückführung des beweglichen Teils in eine andere Position oder in die Ausgangsposition in der Kammer aufgenommen oder abgegeben werden. Mit anderen Worten, das Volumen ist durch die Eigenschaften des fluidischen Systems vorbestimmt oder kann durch erfindungsgemäße Ausgestaltung des fluidischen Systems einstellbar sein.
  • 1a bis 1c zeigen eine Ausführungsform des fluidischen Systems. 1a und 1c zeigen eine Draufsicht des fluidischen Systems, 1b zeigt eine Querschnittsansicht des fluidischen Systems.
  • Das fluidische System weist eine strukturierte Komponente 1 mit einer Kammer 2 auf, wobei die Kammer 2 mit einem Kanalsystem 3 verbunden ist. Die strukturierte Komponente 1 ist im Wesentlichen flach, flächig bzw. plattenartig ausgebildet. Mit anderen Worten weist die strukturierte Komponente 1 eine erste Hauptseite und eine zweite Hauptseite auf, die sich parallel gegenüberliegen. Die Kammer 2 und das Kanalsystem 3 sind an der ersten Hauptseite an bzw. in der Oberfläche der strukturierten Komponente 1 ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Kammer 2 und das Kanalsystem 3 an der Hauptseite in die Oberfläche der strukturieren Komponente 1 eingelassen. Die Kammer 2 und das Kanalsystem 3 stellen also eine Vertiefung an der Oberfläche der strukturierten Komponente 1 dar. Die erste Hauptseite ist beispielsweise eine Oberseite, die zweite Hauptseite ist beispielsweise eine Unterseite der strukturierten Komponente 1, wobei die Orientierung von Oberseite und Unterseite beliebig ist und durch Drehen der strukturierten Komponente die Oberseite zur Unterseite wird und umgekehrt. Zwischen der Oberseite und der Unterseite des strukturierten Bauteils 1 sind Seitenflächen der strukturierten Komponente 1 angeordnet. Die strukturierte Komponente kann beispielsweise quaderförmig ausgebildet sein. Die strukturierte Komponente 1 kann auch scheibenförmig ausgebildet sein. Die strukturierte Komponente kann jedoch jede Form annehmen, solange diese im Wesentlichen flach ausgebildet ist. Die strukturierte Komponente 1 kann beispielsweise als Plattform ausgebildet sein. Die strukturierte Komponente 1 kann flächig ausgebildet sein.
  • Die Kammer 2 bzw. das Kanalsystem 3 weist also eine Oberseite auf, die der Oberseite der strukturierten Komponente 1 entspricht. Eine Unterseite der Kammer 2 bzw. des Kanalsystems 3 ist innerhalb der strukturierten Komponente 1 ausgebildet. Die Unterseite der Kammer 2 kann auch als Kammerboden 7 bezeichnet werden. Zwischen der Oberseite der Kammer 2 und der Unterseite ist der Innenraum der Kammer 2 ausgebildet, wobei wiederum gilt, dass Oberseite und Unterseite entsprechend der Betrachtung sowohl Unter- als auch Oberseite sein können.
  • Die Kammer 2 bzw. das Kanalsystem 3 können als Vertiefung in der strukturierten Komponente 1, z.B. an der Oberseite oder der Unterseite der strukturierten Komponente 1 ausgebildet sein. Die Kammer 2 und das Kanalsystem 3 können als unterschiedlich tiefe Vertiefungen ausgebildet sein, wobei wiederum gilt, dass Oberseite und Unterseite entsprechend der Betrachtung sowohl Unter- als auch Oberseite sein können.
  • Die Kammer 2 und/oder das Kanalsystem 3 sind über eine oder mehrere fluidischen Schnittstelle 5 fluidisch mit der Außenwelt verbunden. Mit anderen Worten ist die fluidische Schnittstelle 5 eine Öffnung des Kanalsystems 3 vorzugsweise an einer Seitenfläche der strukturierten Komponente 1. Die Öffnung der fluidischen Schnittstelle 5 kann auch einer Oberseite oder Unterseite des fluidischen Systems angeordnet sein. Wie in 1a zu erkennen ist, kann die fluidische Schnittstelle 5 als Vorsprung von einer Seitenfläche der strukturierten Komponente 1 hervorstehen. In diesem Fall ist es möglich, eine Flüssigkeit direkt von einer Flüssigkeitsoberfläche, z.B. Flüssigkeit, die sich in einem oben offenen Behältnis befindet, mit dem fluidischen System aufzunehmen, indem der Vorsprung in die Flüssigkeit getaucht wird und das flexible bzw. bewegliche Bauteil bewegt wird.
  • Das fluidische System kann über mehrere fluidische Schnittstellen 5 verfügen, die jeweils mit dem Kanalsystem 3 verbunden sind. Die fluidischen Schnittstellen 5 können an unterschiedlichen Oberflächen des strukturierten Bauteils 1 angeordnet sein, z.B. die Oberseite, Unterseite, oder Seitenflächen vorzugsweise an gegenüberliegenden Seitenflächen. Mit anderen Worten können die Öffnungen der fluidischen Schnittstellen 5 in unterschiedliche Richtungen zeigen. Sie können also verschiedene Orientierungen in Bezug auf den Mittelpunkt der strukturierten Komponente 1 aufweisen.
  • Ein Bauteil 4 verschließt das Kanalsystem 3 und die Kammer 2 flüssigkeits- und bei Bedarf auch gasdicht, so dass die Zufuhr und Abgabe von Flüssigkeiten und Gasen nur über die eine oder mehreren fluidischen Schnittstellen 5 erfolgen kann. Mit anderen Worten ist das Bauteil 4 an der Oberfläche der strukturierten Komponente 1 derart angeordnet, dass es die Kammer 2 und das Kanalsystem 3 an der Oberseite der strukturierten Komponente 1 verschließt. Das Bauteil 4 kann z.B. auf die strukturierte Komponente 1 aufgeklebt, gebondet, verpresst, gepresst oder mit der strukturierten Komponente 1 verschweißt sein oder mit Hilfe von Dichtelementen wie dichtenden Weichkomponenten abgedichtet sein. Das Bauteil 4 dient somit als Deckel, um die strukturierte Komponente 1 zu verschließen.
  • Mit anderen Worten wird der Innenraum der Kammer 2 an der Oberseite der Kammer 2 durch die Unterseite des Bauteils 4 begrenzt. Das Bauteil 4 kann im Wesentlichen aus einem transparenten Material ausgebildet sein, um den Verlauf der Flüssigkeiten in dem Kanalsystem 3 und/oder in der Kammer 2 zu beobachten.
  • Die Kammer 2 kann eine im Wesentlichen flache ovale, rechteckige oder runde Form aufweisen. Die Kammer 2 bzw. der Innenraum oder das Volumen der Kammer 2 wird also einerseits durch die strukturierte Komponente 1 und andererseits durch das Bauteil 4 definiert.
  • Dabei ist entweder das gesamte Bauteil 4 flexibel oder das Bauteil 4 weist einen flexiblen oder beweglichen Bereich 6 auf. Wie in 1b gezeigt, ist der flexible Bereich 6 des Bauteils 4 oberhalb der Kammer 2 als direkter Bestandteil des Bauteils 4 angeordnet. Alternativ kann der flexible oder bewegliche Bereich 6 als weitere Komponente des fluidischen Systems ausgebildet sein. Der flexible bzw. bewegliche Bereich 6 des Bauteils 4 sollte zumindest an einem Bereich der Kammer 2 bzw. an einer Außenseite der Kammer 2 angeordnet sein.
  • Das Bauteil 4 kann z.B. als Folie oder Streifen ausgebildet sein und kann als Kunststoff oder Metall hergestellt sein.
  • Alternative Ausführungsformen des fluidischen Systems sind in 2 und 3 dargestellt. Gemäß der in 2 gezeigten alternativen Ausführungsform verfügt die strukturierte Komponente 1 über einen flexiblen Bereich 7 unterhalb der Kammer 2. Mit anderen Worten ist der flexible Bereich 7 zwischen dem Kammerboden und der Unterseite der strukturierten Komponente 1 angeordnet. Der flexible Bereich 7 kann entweder über ein Auf- oder Anbringen des Bauteils für den flexiblen Bereich 7 in oder an der strukturierten Komponente 1 realisiert sein. Der flexible Bereich 7 kann aber auch als partielle Materialeigenschaft der strukturierten Komponente 1 selbst oder durch die Fertigung aus mehr als einem Material z.B. durch Mehrkomponentenspritzguss umgesetzt sein.
  • Eine weitere alternative Ausführungsform ist in 3 dargestellt. Gemäß der weiteren alternativen Ausführungsform ist die strukturierte Komponente 1 mit dem Bauteil 4 und darüber hinaus mit einem weiteren Bauteil 8 verschlossen, wobei eines oder beide Bauteile 4 und 8 über einen flexiblen oder beweglichen Bereich 9 verfügen können. Mit anderen Worten ist an der Oberseite der strukturierten Komponente 1 das Bauteil 4 angeordnet. D.h., die Oberseite der Kammer 2 ist mit dem Bauteil 4 verschlossen. An der Unterseite der strukturierten Komponente 1 ist das weitere Bauteil 8 angeordnet. D.h., die Unterseite der Kammer 2, also der Kammerboden, ist mit dem weiteren Bauteil 8 verschlossen. Wie in 3 gezeigt, ist ein flexibler Bereich 9 im weiteren Bauteil 8 dargestellt. Wobei wiederum gilt, dass Oberseite und Unterseite entsprechend der Betrachtung sowohl Unter- als auch Oberseite sein können.
  • Die strukturierte Komponente 1 ist vorzugweise mit einer Deckelfolie ausgebildet, die eine ausreichend Flexibilität zum Eindrücken und Anheben oberhalb bzw. unterhalb der Kammer 2 aufweist.
  • Vorzugsweise ist die Kammer 2 derart ausgestaltet, dass der bzw. die flexiblen Bereiche 6, 7, 9 beim Hineindrücken in die Kammer 2 nicht die gesamte Kammer 2 ausfüllen. Mit anderen Worten schließt der flexible Bereich 6, 7, 9 nicht bündig mit dem Kammerboden ab, wenn der flexible Bereich 6, 7, 9 in die Kammer 2 hineingedrückt wird. D.h., Flüssigkeit oder Gas, die bzw. das sich in der Kammer 2 befindet, wird durch ein Hineindrücken des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 nicht vollständig aus der Kammer 2 verdrängt. Weiterhin ist für die Funktionalität ein dichtes Abschließen der flexiblen Bereiche 6, 7, 9 mit dem Kammerboden oder dem sich anschließenden Kanalsystemen 3 nicht notwendig, sondern die Bewegung der flexiblen Bereiche 6, 7, 9 bedingt die Bewegung des Mediums.
  • Ein beispielhafter Betrieb der in 1A bis 1C dargestellten Ausführungsform ist im Folgenden beschrieben:
    • Aufnehmen von Flüssigkeit: Zum Aufnehmen von Flüssigkeiten/Gasen in das fluidische System, genauer gesagt, in die Kammer 2 des fluidischen Systems, wird der flexible Bereich 6 manuell bzw. händisch, z.B. mit einem Finger eines Benutzers, oder mittels einer Betriebsvorrichtung aus der Ausgangsposition heruntergedrückt. Mit anderen Worten wird der flexible Bereich 6 von seiner Ausgangsposition durch Druck in die Kammer 2 hineingedrückt. D.h., der flexible Bereich 6 wird über die Oberseite in den Innenraum der Kammer 2 hineingedrückt. Durch das Hineindrücken des flexiblen Bereichs 6 in die Kammer 2 wird der Innenraum der Kammer 2 verkleinert. Anschließend wird die fluidische Schnittstelle 5 in eine Flüssigkeit getaucht. Der flexible Bereich 6 bewegt sich entweder selbsttätig aufgrund der Materialeigenschaft des flexiblen Bereichs 6 teilweise oder vollständig in die Ausgangsposition zurück, oder wird durch eine Bewegung der Betriebsvorrichtung, z.B. ein Ansaugen oder Abheben, in die Ausgangsposition zurückbewegt. Mit anderen Worten wird der Innenraum der Kammer 2 durch das Zurückbewegen des flexiblen Bereichs 6 in die Ausgangsposition wieder vergrößert. Durch die Volumenvergrößerung des Innenraums entsteht ein Unterdruck in der Kammer 2 bzw. im angrenzenden Kanalsystem 3, welches über die fluidische Schnittstelle mit der Flüssigkeit in Verbindung steht. D.h., durch den Unterdruck wird Flüssigkeit in das fluidische System hineingezogen. Mit anderen Worten wird ein Teil der Flüssigkeit durch den Unterdruck zunächst in das Kanalsystem 3 und bei ausreichend großem Unterdruck anschließend auch in die Kammer 2 hineingezogen. Flüssigkeit wird also in das fluidische System aufgenommen. Durch Einstellen des durch das Herunterdrücken des flexiblen Bereichs 6 verdrängten Volumen des Innenraums der Kammer 2 und/oder durch ein definiertes Zurückführen des flexiblen Bereiches 6 in die Ausgangsposition lässt sich das Volumen der aufgenommenen Flüssigkeit bzw. die Positionierung der Flüssigkeit im Kanalsystem 3 bzw. in der Kammer 2 des fluidischen Systems einstellen.
  • Mischen von Flüssigkeiten: Ein Mischen der aufgenommenen Flüssigkeit erfolgt dadurch, dass zunächst Flüssigkeit in die Kammer 2 gezogen wird, d.h. Flüssigkeit wird zunächst in das fluidische System aufgenommen. Anschließend wird entweder das flexible Bauteil 6 bewegt, oder das fluidische System selbst wird bewegt. Das Bewegen des fluidischen Systems erfolgt beispielsweise durch ein mehrfaches Kippen des fluidischen Systems. Dabei sollte ein schnelles Schütteln vermieden werden, um zu vermeiden, dass Luftblasen in der aufgenommenen Flüssigkeit entstehen. Durch die Bewegung werden die im fluidischen System befindlichen Flüssigkeiten miteinander vermischt.
  • Abgabe von Flüssigkeiten: Die Abgabe von Flüssigkeiten aus dem fluidischen System erfolgt dadurch, dass das flexible Bauteil 6 bzw. die flexiblen Bauteile in die Kammer 2 hineingedrückt werden. Mit anderen Worten wird das Volumen oder der Innenraum der Kammer 2, der durch das flexible Bauteil begrenzt ist, durch das Hineindrücken des flexiblen Bauteils verringert. Die Flüssigkeit, die sich entweder in der Kammer 2 oder im Kanalsystem 3 befindet, wird entsprechend dem durch die Bewegung des flexiblen Bereichs 6, d.h. durch das Hineindrücken des flexiblen Bereichs 6 in die Kammer 2, verdrängten Volumen aus dem fluidischen System abgegeben. D.h., die verdrängte Flüssigkeit wird von der Kammer 2 über das Kanalsystem 3 durch die fluidische Schnittstelle 5 abgegeben. Das Volumen der abgegebenen Flüssigkeit kann dem Volumen des Innenraums der Kammer 2 entsprechen, um welches die Kammer 2 durch das Hineindrücken des flexiblen Bereichs 6 verkleinert wird. Dabei können mehrfach Flüssigkeitsvolumina abgegeben werden. Die mehrfache Abgabe kann dadurch erfolgen, dass der flexible Bereich 6, 7, 9 schrittweise immer weiter in die Kammer 2 bzw. den Innenraum der Kammer 2 hineingedrückt wird. Die mehrfache Abgabe kann auch dadurch erfolgen, dass der flexible Bereich 6, 7, 9 zunächst einmal in die Kammer 2 hineingedrückt wird und dass der flexible Bereich 6, 7, 9 anschließend wie oben beschrieben sich entweder selbstständig aus der Kammer 2 herausbewegt oder mithilfe einer Betriebsvorrichtung aus der Kammer 2 herausbewegt wird. Durch die Herausbewegung geht ein Rückfluss zumindest eines Teils der Flüssigkeit im mit der Kammer 2 verbundenen Kanalsystem 3 einher. Das Herausbewegen ist von einem wiederholten Eindrücken des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 in die Kammer 2 zur erneuten Flüssigkeitsabgabe gefolgt. Mit anderen Worten wird durch das wiederholte und abwechselnde Eindrücken in die Kammer 2 und Herausbewegen aus der Kammer 2 des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 eine Pumpbewegung bzw. eine Pumpfunktionalität vollzogen. Diese führt zu einer wiederholten und abwechselnden Flüssigkeitsaufnahme und Flüssigkeitsabgabe.
  • Verschluss der fluidischen Schnittstelle 5 zur Probennahme: Durch eine Kappe 14 wird die fluidische Schnittstelle 5 zur Probennahme verschlossen. Die Kappe 14 kann auch integrierte Vorsprünge aufweisen, die in das Kanalsystem 3 hineinragen, wenn die Kappe auf die fluidische Schnittstelle 5 aufgesetzt wird. Dadurch kann Flüssigkeit im Kanalsystem 3 verdrängt und in das weitere Kanalsystem 3 gepresst werden.
  • Vorzugsweise ist eine fluidische Schnittstelle 5 als Eingang 5.1 und eine andere fluidische Schnittstelle 5 als Ausgang 5.2 des fluidischen Systems ausgebildet ist. Der Eingang 5.1. und Ausgang 5.2 sind vorzugsweise an der strukturierten Komponenten 1 ausgebildet. Die beiden fluidische Schnittstellen 5.1 und 5.2 sind dabei an einer Seite, vorzugsweise an einer Stirnseite oder schmalen Seite des Chips (fluidisches System) ausgebildet. D.h. der Eingang und der Ausgang sind auf einer Seite des Systems angeordnet. Dadurch ist es möglich, den Eingang und Ausgang mit einer Kappe 14, die auch als Jumper bezeichnet wird, zu verschließen.
  • Die Kappe 14 ist vorzugsweise am fluidischen System, vorzugsweise an der strukturierten Komponente 1 befestigt. Es können eine oder mehrere Kappen 14 befestigt sein.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist nur eine Kappe 14 vorgesehen, die entweder auf den Eingang 5.1 oder Ausgang 5.2 aufsteckbar ist. Damit kann dann selektiv ein Aufnehmen einer Flüssigkeit am Eingang 5.1. oder ein Abgeben von Flüssigkeit am Ausgang 5.2 ermöglicht werden.
  • Die eine oder mehreren Kappen 14 sind über eine Lasche 44 am Chip (fluidischen System) befestigt.
  • Zugabe von Flüssigkeit: Durch das vollständige oder partielle Entleeren eines Flüssigkeitsreservoirs 16 wird die aufgenommene Probe durch eine Flüssigkeit transportiert und ein Verdünnen oder Zuführen von Reagenzien möglich.
  • Der flexible Bereich 6 kann also durch Druck von außen aufgrund seiner Flexibilität unter eine Ebene, die durch die Oberseite der strukturierten Komponente 1 definiert ist, in die Kammer 2, genauer gesagt in den Innenraum der Kammer 2 hineingedrückt werden. Andererseits kann der flexible Bereich 6 durch Zug von außen, z.B. mittels Unterdruck oder einer angebrachten Vorrichtung, wieder aus dem Innenraum der Kammer 2 herausgezogen werden. D.h., er kann über die Ebene, die durch die Oberseite der strukturierten Komponente 1 definiert wird, hinausbewegt werden.
  • Aus diesen Basisfunktionalitäten, d.h. die Aufnahme von Flüssigkeit in das fluidische System, die Abgabe von Flüssigkeit aus dem fluidischen System und das Mischen von im fluidischen System aufgenommener Flüssigkeit, ergeben sich folgende Charakteristika für das fluidische System:
    • Eine Aufnahme, Verdünnung Abgabe, Dosierung bzw. ein Transport von Flüssigkeiten ist möglich. Flüssigkeit, die in das fluidische System aufgenommen worden ist, kann mithilfe des fluidischen Systems transportiert und gelagert werden. Eine Mehrfachaufnahme und Mehrfachabgabe von Flüssigkeiten ist möglich. Ein Mischen von Flüssigkeiten ist möglich.
  • Durch die Ausgestaltung des fluidischen Systems gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen kann das fluidische System durch die Ausgestaltung der Kammer 2 und der flexiblen Bereiche 6, 7, 9 als Pipette mit Funktionen der Flüssigkeitsaufnahme, Flüssigkeitsabgabe und dem mehrfachen Aufnehmen und Abgeben von Flüssigkeiten genutzt werden. Dabei kann die Bedienung vollständig manuell ohne weitere Hilfsmittel oder mittels einer Betriebsvorrichtung erfolgen.
  • 4 zeigt Ausführungsformen der fluidischen Schnittstelle 5. Die Ausführungsformen der fluidischen Schnittstelle 5 gemäß 4 unterscheiden sich in der Geometrie. Genauer gesagt weisen die gezeigten Ausführungsformen der fluidischen Schnittstelle 5 jeweils einen Auslass 10 auf, wobei sich die Form des Auslasses 10 in den gezeigten Ausführungsformen unterscheidet. Durch die spezielle bzw. definierte Geometrie des Auslasses 10 und/oder durch eine Oberflächenmodifikation bzw. eine Materialbeschaffenheit des Auslasses 10 der fluidischen Schnittstelle 5 kann eingestellt werden, bei welchem Volumen eines Tropfens der abgegebenen Flüssigkeit der Tropfen vom Auslass 10 abreißt. Durch die definierte Geometrie des Auslasses 10 der fluidischen Schnittstelle 5 können Volumina, d.h. Wunschvolumina, des Flüssigkeitstropfens der abgegebenen Flüssigkeit voreingestellt werden. D.h., die Geometrie des Auslasses 10 der fluidischen Schnittstelle 5 ist für das abgegebene Flüssigkeitsvolumen mitentscheidend. Mit anderen Worten wird, wenn Flüssigkeit vom fluidischen System abgegeben werden soll, der flexible Bereich 6, 7, 9 in die Kammer 2 hineingedrückt, sodass sich am Auslass 10 der fluidischen Schnittstelle 5 ein Tropfen der Flüssigkeit bildet. Der flexible Bereich 6, 7, 9 wird solange weiter in die Kammer 2 hineingedrückt, bis der Flüssigkeitstropfen vom Auslass 10 abreißt. Anschließend kann das Hineindrücken des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 bzw. das Abgeben von Flüssigkeit beendet werden. Alternativ kann der flexible Bereich 6, 7, 9 weiter in die Kammer 2 hineingedrückt werden, um einen weiteren Flüssigkeitstropfen zu erzeugen.
  • 5a bis 5f zeigen Druckelemente der flexiblen Bereiche gemäß verschiedener Ausführungsformen. Die flexiblen Bereiche 6, 7, 9 können Druckelemente 11, 12, 13 aufweisen, um ein definiertes Eindrücken der flexiblen Bereiche 6, 7, 9 in die Kammer 2 bzw. ein definiertes Herausziehen bzw. Herausbewegen der flexiblen Bereiche 6, 7, 9 aus der Kammer 2 zu ermöglichen. Mit anderen Worten können auf den flexiblen Bereichen 6, 7, 9 Druckelemente 11, 12, 13 angeordnet sein, bzw. aufgebracht werden, um auch bei manueller Betätigung bzw. händischem Betrieb Unterschiede durch eine personenabhängige Krafteinwirkung oder Fingergröße zu verhindern. Durch die Druckelemente 11, 12, 13 kann sichergestellt werden, dass durch ein Eindrücken des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 in die Kammer 2 immer dasselbe Volumen des Innenraums der Kammer 2 verdrängt wird. Die Druckelemente 11, 12, 13 können entweder händisch bzw. manuell, z.B. mit einem Finger, oder durch eine Betriebsvorrichtung betrieben werden. Die Druckelemente 11, 12, 13 können auf den flexiblen Bereich 6 aufgebrachte Materialien sein. Beispielsweise können die Druckelemente 11 als eine Silikonhalbkugel ausgebildet sein, wie z.B. in 5a und 5b gezeigt. Alternativ können die Druckelemente 12 direkt mit dem flexiblen Bereich 6 gefertigt werden, beispielsweise durch Mehrkomponentenspritzguss, wie in 5b und 5c gezeigt. Alternativ kann ein definiertes Eindrücken auch über Druckelemente 13 eingestellt werden, die als hochstehende Elemente in der strukturierten Komponente angeordnet sind, wie in 5e und 5f dargestellt. Die in 5e und 5f gezeigten Druckelemente 13 sind in der Kammer 2 des fluidischen Systems, beispielsweise am Kammerboden angeordnet und ragen in den Innenraum der Kammer 2 hinein. Mittels der Druckelemente 13 kann also die Bewegung des flexiblen Bereichs 6 beim Hineindrücken in die Kammer 2 begrenzt werden, sodass stets nur ein maximales voreingestelltes Volumen des Innenraums verdrängt wird. 5a, 5c, und 5e zeigen jeweils den Ausgangszustand des flexiblen Bereichs 6, 7, 9, d.h. den Zustand wenn auf den flexiblen Bereich 6, 7, 9 keine Kraft bzw. kein Druck ausgeübt wird. 5b, 5d und 5f zeigen jeweils eine Position vor einer Flüssigkeitsaufnahme bzw. während der Flüssigkeitsabgabe, also eine Position des flexiblen Bereichs 6, 7, 9, wenn dieser in die Kammer 2 hineingedrückt ist.
  • 6a und 6b zeigen weitere Ausführungsformen des fluidischen Systems, bei dem zwei separate fluidische Schnittstellen 5 angeordnet sind. Wie in 6a und 6b gezeigt, sind die fluidischen Schnittstellen 5 an verschiedenen, genauer gesagt gegenüberliegenden Seitenflächen der strukturierten Komponente 1 angeordnet und ragen von den jeweiligen Seitenflächen hervor. Hier kann die Flüssigkeitsaufnahme durch eine der beiden fluidische Schnittstellen 5 erfolgen, und die Flüssigkeitsabnahme kann durch die andere der beiden fluidischen Schnittstellen 5 erfolgen. Wie in 6b gezeigt können die fluidischen Schnittstellen 5 auch durch eine oder mehrere Kappen 14 verschlossen werden, um Kontaminationen oder ein Austreten von Flüssigkeit aus der fluidischen Schnittstelle 5 zu vermeiden. In 6b ist nur eine Kappe 14 dargestellt. Durch die Kappen 14 kann die im fluidischen System aufgenommene Flüssigkeit besonders sicher und einfach transportiert und gelagert werden. Mit anderen Worten können die Kappen 14 auf die fluidische Schnittstelle 5, genauer gesagt, auf die durch die fluidische Schnittstelle 5 ausgebildeten Öffnungen, an der jeweiligen Seitenfläche der strukturierten Komponente 1, aufgesetzt sein und die fluidischen Schnittstellen 5 fluiddicht abschließen.
  • Wie in 7a und 7b gezeigt, kann das fluidische System ein Flüssigkeitsreservoir 16 aufweisen. Das Flüssigkeitsreservoir 16 ist über einen Kanal mit dem Kanalsystem 3 bzw. mit der Kammer 2 verbunden. Der Kanal kann ein Teil des Kanalsystems 3 sein. Die Flüssigkeitsreservoire 16 können beispielsweise durch einen oder mehrere sogenannte Blister ausgebildet sein, d.h. flüssigkeitsgefüllte, sich z.B. durch ein Anstechen öffnende Kompartimente, die auf das fluidische System flüssigkeitsdicht montiert sind. Eine Flüssigkeitsaufnahme aus dem Blister wird durch ein Ausdrücken des Blisters selbst, d.h. mit positiver Druckbeaufschlagung oder durch ein oben beschriebenes Niederdrücken des flexiblen Bereichs 6 und ein Herausbewegen des flexiblen Bereichs 6 aus der Kammer 2 erreicht, wobei durch den entstehenden Unterdruck in der Kammer 2 und das Kanalsystem 3 über den verbundenen Kanal Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir in das Kanalsystem 3 bzw. die Kammer 2 aufgenommen wird. Ein Austreten von Flüssigkeit aus der fluidischen Schnittstelle 5 wird durch das Aufsetzen einer Kappe 14 auf die fluidische Schnittstelle verhindert, wodurch weitere Flüssigkeit durch das Entleeren des Flüssigkeitsreservoirs 16 die Flüssigkeit im Kanalsystem 3 in die Kammer 2 drückt und die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 16 ebenfalls in die Kammer 2 strömt. Mit anderen Worten kann von außen in das fluidische System aufgenommene Flüssigkeit, die sich im Kanalsystem 3 bzw. in der Kammer befindet, mit der Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir 16 vermischt werden. Das Vermischen kann durch das Aufsetzen der Kappe 14 auf die fluidische Schnittstelle 5 erleichtert bzw. verstärkt werden, da mit aufgesetzter Kappe 14 der durch das Bewegen des flexiblen Bereichs 6 entstehende Unterdruck auf die Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir 16 wirkt. Das Flüssigkeitsreservoir 16 kann auch als Reagenzienreservoir oder Flüssigreagenzienreservoir bezeichnet werden, und kann jede Art von Flüssigkeit beinhalten. In einer besonderen Ausführungsform können diese Reagenzienreservoire auch Gase beinhalten.
  • Ein Mischen der Flüssigkeiten kann durch eine Bewegung des fluidischen Systems, eine Bewegung des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 oder eingebrachte Mischelemente erfolgen. Dabei können die Mischelemente, z.B. Kugeln aus Silikon, Hartplastikkugeln, metallische Komponenten oder andere Partikel, durch die manuelle Bewegung des fluidischen Systems erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Mischen durch Mischelemente aus magnetischen Materialien erfolgen, die durch eine Vorrichtung zum Mischen von außen bewegt werden.
  • 7a und 7b zeigen eine Ausführungsform des fluidischen Systems, die zwei Arten der Flüssigkeitsaufnahme kombiniert. Zum einen erfolgt beispielsweise durch die als Flüssigkeitseingang dienende fluidische Schnittstelle 5 die Probenaufnahme durch ein Bewegen des flexiblen Bereiches 6, 7, 8 der Kammer 2 in die Kammer 2 und ein Herausbewegen des flexiblen Bereichs, wie oben beschrieben. Alternativ kann eine selbstständige Flüssigkeitsaufnahme in das fluidische System, über eine passive Befüllung, d.h. mittels Kapillarkräfte des Kanalsystems 3 oder speziellen Oberflächeneigenschaften des Kanalsystems an der fluidischen Schnittstelle 5 erfolgen. Die Sogwirkung, die durch den Unterdruck bzw. durch die Kapillarkräfte entsteht, und damit die Befüllgeschwindigkeit, kann durch eine Oberflächenmodifikation, z.B. eine Hydrophilisierung der Kanaloberfläche des Kanalsystems 3, verstärkt bzw. beschleunigt werden.
  • Ferner kann mittels passiver Ventile im Kanalsystem 3, beispielsweise Kapillarstoppventile und Kanalverjüngungen 41, siehe 7a, des Kanalsystems 3 das Volumen der aufgenommenen Flüssigkeit festgelegt werden. Damit wird eine definierte Menge Flüssigkeit aufgenommen werden, wobei eine Verschlusskappe 14 bei dem Entleeren des Flüssigkeitsreservoirs 16 das Austreten der Flüssigkeit verhindert.
  • 8a bis 8e zeigen einen Ausdrückmechanismus für das Flüssigkeitsreservoir 16 gemäß Ausführungsformen. Der Ausdrückmechanismus kann beispielsweise als eine Klappe 19 ausgebildet sein, wobei das Einrasten der Klappe 19, wie in 8d dargestellt, das Einführen einer definierten Menge Flüssigkeit vom Flüssigkeitsreservoir 16 in das Kanalsystem 3 des fluidischen Systems bewirkt, womit ein definiertes Mischverhältnis der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 16 mit der im fluidischen System aufgenommenen Flüssigkeit (Probe) erreicht wird. 8d zeigt dabei einen Zustand, bei dem die Klappe 19 das Flüssigkeitsreservoir (Blister) 16 auf die fluidische Schnittstelle 5 des Kanals des Kanalsystems 3 presst. Dies Prinzip ist auf weitere Flüssigkeitsreservoire 16 erweiterbar und damit für Mehrfachmischungen einsetzbar.
  • 8a zeigt einen Ausdrückmechanismus mit Sitz 17, der als Blistersitz ausgebildet sein kann und über Durchstechelemente 18, z.B. kleine Spitzen, verfügt. Die Durchstechelemente 18 sind nur in 8a dargestellt.
  • 8b zeigt eine Ausführungsform eines Ausdrückmechanismus, wobei der Sitz 17 Rastnasen 20 aufweist und die Klappe 19 scharnierartig an den Rastnasen 20 des Sitzes 17 beweglich montiert ist. Wie in 8b gezeigt, ist das Flüssigkeitsreservoir 16 an der Klappe 16 angeordnet. Der in 8b gezeigte Ausdrückmechanismus kann darüber hinaus ebenfalls Durchsteckelemente 18 (nicht gezeigt) aufweisen. Dabei dient eine der Rastnasen 20 als Scharnier und eine andere der Rastnasen 20 als Rastfläche bzw. Auflagefläche für die Kappe 19, um so eine Drehung der Kappe 19 zu begrenzen. D.h., beim Zuklappen der Klappe 19 wird das Flüssigkeitsreservoir 16 aufgestochen und die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 16 kann in das Kanalsystem 3 des fluidischen Systems aufgenommen werden. Durch die Begrenzung der Drehung der Klappe 19 durch die Rastnasen kann eine definierte bzw. vorbestimmte Menge der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 16 an das fluidische System abgegeben werden. Der Sitz 17 kann auch als Reservoirschnittstelle bezeichnet werden.
  • 8c zeigt eine Ausführungsform des Ausdrückmechanismus, bei dem das Flüssigkeitsreservoir 16 auf der Oberfläche des strukturierten Bauteils 1 angeordnet ist. In diesem Fall kann die Klappe 19 eine Ausbuchtung bzw. Vorsprung aufweisen, wie in 8d gezeigt, sodass das Flüssigkeitsreservoir 16 beim Zuklappen der Klappe 19 durch den Vorsprung ausgedrückt wird. 8d zeigt den niedergedrückten Ausdrückmechanismus, in diesem Fall die Klappe 19.
  • 8e ist eine Draufsicht eines Ausdrückmechanismus mit Sitz 17 gemäß einer Ausführungsform.
  • 9a und 9b zeigen ein fluidisches System mit einem langen Kanalsystem 3. Wie in 9a und 9b gezeigt, mäandert das Kanalsystem 3 zwischen der fluidischen Schnittstelle 5 und der Kammer 2, wodurch die Länge des Kanalsystems 3 vergrößert ist. Dadurch wird eine Verweilstrecke für die in das fluidische System aufgenommene Flüssigkeit geschaffen. Die Verweilstrecke kann mit Reagenzien, beispielsweise eingetrockneten Reagenzien, befüllt sein. Dadurch kann ein langes Kanalsystem 3 ausgebildet sein. Das Kanalsystem 3 kann ferner Aufweitungen 22 zur besseren Vermischung, wie in 9a gezeigt, oder ein weiteres passives Mischelement aufweisen. Die Aufweitungen 22 können, wie gezeigt, als längliche bzw. in Strömungsrichtung im Kanalsystem 3 ausgebildet sein. In den Aufweitungen 22 kann Flüssigkeit bzw. Reagenzien eingebracht sein, die sich mit der in das Kanalsystem 3 bzw. das fluidische System aufgenommenen bzw. mit der vom fluidischen System abgegebenen Flüssigkeit vermischen. Das Kanalsystem 3 kann ebenfalls eine optische Detektionskammer oder Reaktionskammer 21, wie in 9b gezeigt, aufweisen. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausgestaltung der Detektionskammer 21 in verschiedenen Tiefen, um den dynamischen Bereich der Messung zu erweitern. Mit anderen Worten kann die Detektionskammer 21 unterschiedlich tief in die strukturierte Komponente 1 eingelassen sein, sodass sie z.B. stufenartig verschieden tiefe Detektionskammerböden aufweist.
  • Eine weitere Option der Erweiterung ist die Einbringung eines Lateral-Flow-Streifens 23, wie in 10a bis 10c gezeigt, der mittels der Pumpfunktion des fluidischen Systems definiert befüllt werden kann bzw. sich nach Benetzen mit Flüssigkeit über Kapillarkräfte selbst befüllt. So kann auch eine Kombination einer Befüllung durch die Pumpwirkung der Kammer 2 beim oben beschriebenen händischen Betrieb bzw. mittels einer Betriebsvorrichtung und die Saugwirkung des Lateral-Flow-Streifens erfolgen. Wie in 10a bis 10c gezeigt, ist der Lateral-Flow-Streifen in eine weitere Kammer eingelassen bzw. eingebracht, die ebenfalls mit dem Kanalsystem 3 verbunden ist. Die Nutzung von Entlüftungskanälen 25 oder gasdurchlässigen und flüssigkeitsdichten Membranen 24, die jeweils mit dem Kanalsystem 3 bzw. der Kammer des Lateral-Flow-Streifens verbunden sind, zum Betrieb des Systems ist besonders vorteilhaft. Dies ist beispielsweise für die gasdurchlässigen und flüssigkeitsdichten Membranen 24 in 10b und für Entlüftungskanäle 25 in 10c dargestellt.
  • 11 zeigt ein fluidisches System gemäß einer noch weiteren Ausführungsform. Wie in 11 gezeigt, weist die strukturierte Komponente 1 zwei Kammern 2 auf, die in die Oberseite der strukturierten Komponente 1 eingelassen sind. Die zwei Kammern 2 sind über ein erstes Kanalsystem 3a bzw. einen Kanal 3a direkt miteinander verbunden. Über ein jeweiliges zweites Kanalsystem 3b bzw. einen Kanal 3b sind die beiden Kammern 2 ebenfalls jeweils mit einer fluidischen Schnittstelle 5 verbunden. Diese Ausgestaltung des fluidischen Systems kann auch als miteinander kombiniertes Kammersystem bezeichnet werden. Die Nutzung von miteinander kombinierten Kammersystemen, die dann gleichzeitig als Misch-, Reaktions-, Pump- und/oder Dosiereinheit zum Einsatz kommen können, ist eine weitere Ausführungsform des fluidischen Systems.
  • 12a bis 12d zeigen Ausführungsformen des fluidischen Systems mit Verteilersystemen 26. Wie in 12a bis 12d gezeigt, ist eine Kammer 2 an einem Ende mit einem Verteilersystem 26 verbunden. Das Verteilersystem 26 kann Teil des Kanalsystems 3 sein. Das Verteilersystem 26 weist einen oder mehrere Kanäle auf, die von der Kammer 2 wegführen und sich dabei verzweigen. Die Enden der jeweiligen verzweigten Kanäle des Verteilersystems 26 sind jeweils mit einer fluidischen Schnittstelle 5 verbunden. Wie in den Ausführungsformen des fluidischen Systems der 12a bis 12d gezeigt, führt jeweils ein Kanal von der Kammer 2 weg und verzweigt sich in jeweils 4 Kanäle, die mit jeweils einer fluidischen Schnittstelle verbunden sind. Die Verteilersysteme erlauben eine gleichzeitige oder nacheinander geschaltete Flüssigkeitsaufnahme bzw. -abgabe durch die Bewegung des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 und die damit verbundene Änderung des Kammervolumens.
  • 12a und 12b zeigen ein fluidisches System mit einem Verteilersystem 26, wobei sich der von der Kammer 2 wegführende Kanal schrittweise verzweigt, nämlich zunächst in zwei weitere Kanäle. Die zwei weiteren Kanäle verzweigen sich anschließend jeweils noch einmal in zwei weitere Kanäle, sodass sich der von der Kammer 2 wegführende Kanal in insgesamt vier Kanäle verzweigt, die in die jeweiligen mehreren fluidischen Schnittstellen 5 münden. In 12a werden durch eine Bewegung des flexiblen Bereichs 6, 7, 9 alle fluidischen Schnittstellen 5 gleichzeitig gesteuert bzw. angesteuert.
  • Wie in 12b gezeigt, können die verzweigten Kanäle des Verteilersystems 26 Membranventile 27 aufweisen. Die Nutzung von Membranventilen 27 erfordert ein Eindrücken der Membranventile 27 und einen flüssigkeitsdichten Verschluss derselben, um die jeweiligen Kanäle einzeln oder gemeinsam zu verschließen und damit über die fluidischen Schnittstellen 5 die Flüssigkeitsaufnahme bzw. - abgabe umsetzen zu können. Mit anderen Worten kann mittels der Membranventile 27 der Flüssigkeitsstrom innerhalb der jeweiligen Kanäle gezielt und definiert gesteuert werden. D.h., die einzelnen fluidischen Schnittstellen 5 können mittels der Membranventile 27 gezielt gesteuert bzw. angesteuert werden. D.h., sie können unabhängig voneinander angesteuert, d.h. geöffnet oder geschlossen, werden. Die Membranventile 27 können in einen Zustand gebracht oder gesteuert werden, der keinen Flüssigkeitsstrom im jeweiligen Kanal zulässt, einen Zustand, der einen ungehinderten Flüssigkeitsstrom im jeweiligen Kanal zulässt, und/oder einen Zustand gebracht werden, der einen verringerten Flüssigkeitsstrom im jeweiligen Kanal zulässt. So kann eine definierte und/oder gleichzeitige Flüssigkeitsaufnahme bzw. Flüssigkeitsabgabe über die jeweiligen fluidischen Schnittstellen 5 gezielt gesteuert werden.
  • 12c und 12d zeigen eine Ausführungsform des fluidischen Systems mit einem Verteilersystem 26, bei dem sich der von der Kammer 2 wegführende Kanal an einem Punkt sternförmig in vier weitere Kanäle verzweigt. Wie in 12c gezeigt, kann an dem Punkt der Verzweigung ein Drehventil 28 angeordnet sein, welches von außen händisch oder mittels einer Vorrichtung bedienbar ist. Mithilfe des Drehventils 28 kann somit ein gezielter Flüssigkeitsstrom zwischen dem von der Kammer 2 wegführenden Kanal und einem oder mehreren mit den verzweigten, d.h. mit den fluidischen Schnittstellen 5 verbundenen Kanälen verbunden werden. Der Körper des Drehventils 28 kann selbst einen oder mehrere eingelassene Kanäle 29 aufweisen, die bei entsprechender Positionierung an dem Punkt der Verzweigung, der den Sitz 28a des Drehventils 28 bilden kann, die verzweigten bzw. angeschlossenen Kanäle miteinander verbinden. Die Option mit einem Drehventil 28 erlaubt je nach Ausgestaltung eines im Drehventilkörper 28b integrierten Verteilerkanals 29 die sequentielle oder parallele Flüssigkeitsaufnahme bzw. -abgabe über eine oder mehrere fluidischen Schnittstellen 5, die wiederum über die Änderung des Kammervolumens gesteuert wird. Es ist auch möglich, ein oder mehrere Membranventile 27 und/oder Drehventile 28 in einem fluidischen System zu kombinieren. D.h., auch mittels Drehventile 28 können die einzelnen fluidischen Schnittstellen 5 gezielt gesteuert bzw. angesteuert werden. D.h., sie können unabhängig voneinander angesteuert werden.
  • Generell gilt für das fluidische System gemäß der vorliegenden Erfindung, dass alle für die Nutzung von Flüssigkeiten beschriebenen Vorgänge gleichbedeutend mit Gasen gelten und auch eine Kombination flüssiger und gasförmiger Substanzen mit diesem fluidischen System möglich ist, beispielsweise die gezielte Zuführung von Gasen in Flüssigkeiten.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in 13 dargestellt. Hier verfügt die strukturierte Komponente 1 über einen flexiblen Bereich 7 unterhalb der Kammer 2, der entweder über das Aufbringen eines weiteren Bauteils in die strukturierte Komponente 1 realisiert wird oder direkt über die Materialeigenschaft der strukturierten Komponente 1 selbst oder durch die Fertigung aus mehr als einem Material z.B. durch Mehrkomponentenspritzguss umgesetzt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in 14a und 14b als Draufsicht bzw. als Schnittansicht dargestellt, wobei an einer definierten Position über oder unter der Kammer 2 bzw. dem Kanalsystem 3 eine Vergrößerungsfunktionskomponente 42 in das strukturierte Bauteil 1 eingebracht ist, die z.B. in Form Linse ausgebildet ist, um das Erreichen bestimmter Positionen im Kanalsystem 3 durch die Flüssigkeit besser verfolgen zu können und auch Farbreaktionen als Indikatorreaktionen besser ablesen zu können.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in 15a bis 15c gezeigt, wobei längere Kanalelemente als Flussbegrenzer 43 in den Fluidverlauf im Kanalsystem 3 eingebracht sind, um eine kontrollierte Flüssigkeitsaufnahme und -abgabe zu ermöglichen. Die Flussbegrenzer sind mäanderförmig ausgebildet und/oder als Kanalverjüngung 41 ausgebildet sein, um den Fluss eine Fluids zu kontrollieren und/oder die Geschwindigkeit zu begrenzen.
  • Wie in 6a bis 7b und 9a und 15c gezeigt, kann gemäß aller Ausführungsformen die Kammer 2 mit mehreren Kanälen bzw. Kanalsystemen 3 verbunden sein, die jeweils in mindestens einer fluidischen Schnittstelle 5 münden. Das fluidische System kann also mehrere fluidische Schnittstellen 5 aufweisen und die Kammer 2 kann mehrere davon abgehende Kanäle bzw. Kanalsysteme 3 aufweisen.
  • 16 zeigt eine Ausführungsform des fluidischen Systems (Chips) in einer Ansicht von oben. Es ist die strukturierte Komponente 1 mit einer Kammer 2 und dem Kanalsystem 3 dargestellt. Das Kanalsystem 3 verbindet den Eingang 5.1. mit der Kammer 2 und verbindet die Kammer 2 mit dem Ausgang 5.2.
  • In dem Kanalsystem 3 ist stromaufwärts vor der Kammer 2 ein Flussbegrenzer 43 integriert, der mäanderförmig ausgebildet ist und/oder Kanalverjüngungen 41 (hier nicht dargestellt) enthalten kann, mit den die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids gesteuert bzw. reduziert werden kann. An das Kanalsystem 3 ist eine Reservoirschnittstelle 17 mit einem Flüssigkeitsreservoir angeschlossen.
  • Der Eingang 5.1. und Ausgang 5.2 kann mit einer Kappe 14 verschlossen werden, die mittels einer Lasche 44 am Chip befestigt ist. Bevorzugt ist nur eine Kappe 14 vorgesehen, die wechselseitig auf den Eingang 5.1 oder Ausgang 5.2 gesteckt werden kann, um somit den Chip selektiv in die Lage zu versetzen Fluide aufzunehmen, wenn der Eingang 5.1 offen, also ohne Kappe 14 ist und der Ausgang 5.2. mit der Kappe 14 verschlossen ist. Somit lässt sich ein notwendiger Unterdruck aufbauen, um ein Fluid über die fluidische Schnittstelle 5.1 (Eingang) aufzunehmen. Nach der Aufnahme und entsprechender Analyse im Chip soll das Fluid wieder abgegeben werden. Dazu wird dann die Kappe 14 auf den Eingang 5.1 gesteckt und dieser fluiddicht verschlossen. Dann kann das Fluid über den Ausgang 5.2. abgegeben werden. Somit lässt sich über die Kappe 14 eine Schaltung zwischen zwei Funktionen des Chips ermöglichen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, mehrere Kappen 14 am Chip zu befestigen, um bspw. einen Transport des Chips oder eine Lagerung dessen zu ermöglichen, wobei entweder das Innere des Chips vor Verschmutzungen geschützt wird und/oder ein Auslaufen von im Inneren vorhandenen Fluiden verhindert wird.
  • Es wird ein fluidisches System angegeben, umfassend eine strukturierte Komponente 1 mit einer Kammer 2 und einem Kanalsystem 3, wobei wenigstens die Kammer 2 mit einem Bauteil 4 fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem 3 und eine fluidische Schnittstelle 5 mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei das Bauteil 4 einen flexiblen oder beweglichen Bereich 6 aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer 2 oder über eine Ebene der Kammer 2 hinaus bewegt werden kann, wobei durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs 6 Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle 5 aufgenommen oder abgegeben bzw. im fluidischen System bewegt werden können, wobei der flexible oder bewegliche Bereich 6 händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs 6 möglich ist.
  • Es wird ein fluidisches System angegeben, umfassend: eine flächig ausgebildete strukturierte Komponente 1 mit einer Kammer 2 und einem Kanalsystem 3, wobei wenigstens die Kammer 2 mit einem wenigstens Bauteil 4 fluiddicht verschlossen ist, wobei die Kammer 2 über das Kanalsystem 3 und mindestens eine fluidische Schnittstelle 5 mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei das Bauteil 4 und/oder die strukturierte Komponente 1 einen flexiblen oder beweglichen Bereich 6, der wenigstens teilweise an die Kammer 2 angrenzt, aufweist, wobei der flexible oder bewegliche Bereich 6 ausgebildet ist, händisch oder mit einer Betriebsvorrichtung in die Kammer 2 hineingedrückt oder aus der Kammer 2 herausbewegt zu werden, sodass Flüssigkeiten oder Gase über die mindestens eine fluidische Schnittstelle 5 aufgenommen oder abgegeben bzw. im fluidischen System bewegt werden.
  • Ein fluidisches System kann umfassen: eine strukturierte Komponente 1 mit einer Kammer 2 und einem Kanalsystem 3, wobei die Kammer 2 und das Kanalsystem 3 mit einem Bauteil 4 fluiddicht verschlossen sind, wobei die Kammer 2 über das Kanalsystem 3 und die fluidische Schnittstelle 5 mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei die strukturierte Komponente 1 einen flexiblen oder beweglichen Bereich 6 aufweist, der Seitenwände der Kammer 2 bildet.
  • Ein fluidisches System kann umfassen: eine strukturierte Komponente 1 mit einer Kammer 2 und einem Kanalsystem 3 ein Bauteil 4, das die Kammer 2 und das Kanalsystem 3 fluiddicht verschließt, wobei die Kammer 2 über das Kanalsystem 3 und eine fluidische Schnittstelle 5 mit der Außenwelt verbunden ist, und wobei die strukturierte Komponente 1 derart ausgeführt ist, dass ein Boden der Kammer 7 flexibel ausgestaltet ist und eindrückbar ist.
  • Vorzugsweise ist der flexible oder bewegliche Bereich 6 an wenigstens einer Seitenwand der Kammer 2 innerhalb der strukturierten Komponente 1 ausgebildet.
  • Bei diesen genannten Ausführungsformen des fluidischen Systems kann die Kammer 2 vorzugsweise über ein weiteres Kanalsystem 3 mit einer weiteren fluidischen Schnittstelle 5 verbunden sein. Vorzugsweise ist wenigstens eine der fluidischen Schnittstellen 5 mit einer Kappe 14 verschließbar.
  • Das fluidische System kann weiter eine Entlüftungsvorrichtung für die Kammer (2) enthalten, wobei die Entlüftungsvorrichtung so angeordnet ist, dass eine Entlüftung über einen zusätzlichen mit der Außenwelt in Verbindung stehenden Kanal 25 oder eine gasdurchlässige Membran 24 erfolgen kann.
  • Das fluidisches System kann weiter einen Einlasskanal aufweisen, der eine passive Stopfunktion aufweist und entweder über Kapillarwirkung oder durch eine durch die flexiblen oder beweglichen Bauteile herbeigeführte Veränderung des Kammervolumens befüllt wird und eine definierte Menge Flüssigkeit aufnimmt.
  • Das fluidisches System kann weiter ein zusätzliches Reagenzienreservoir 16 enthalten. Vorzugsweise kann das zusätzliche Reagenzienreservoir als Blister 16 ausgestaltet sein. Das Reagenzienreservoir 16 kann umfassen: einen Blistersitz 17, der spitze Elemente 18 aufweisen kann, die ausgebildet sind, um den darüber sitzenden flüssigkeitsdicht verbundenen Blister 16 zu durchstoßen, eine Klappe 19, die über Führungselemente 20 im Blistersitz 17 definiert eindrückbar ist, womit eine definierte Volumendosierung möglich ist.
  • Vorzugsweise kann ein zur Kammer 2 führender Kanal 3 Aufweitungen 22 aufweisen.
  • Vorzugsweise kann eine Kavität oder Detektionskammer 21 zur optischen Auslese und/oder Reaktionsbeobachtung mit dem Kanalsystem 3 gekoppelt sein, die vorzugsweise verschiedene Tiefen aufweist. Die nach außen zeigende Oberfläche der Kavität kann transparent sein, um eine Reaktion des Fluids durch das einfallende Licht zu bewirken und / oder eine optische Auslese der in der Detektionskammer 21 stattfindenden Reaktion oder der vorliegenden Inhaltsstoffe vornehmen zu können.
  • Das Bauteil 4 und oder die strukturierte Komponente 1 können wenigstens bereichsweise transparent sein. Dies ermöglicht eine Beobachtung der Bewegung des Fluids innerhalb des Kanalsystems 3. Das Bauteil 4 und oder die strukturierte Komponente 1 können in Abhängigkeit der durchzuführenden Analysen auch wenigstens bereichsweise opak sein, um eine Reaktion des Fluids mit dem einfallenden Licht zu verhindern.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System einen Lateral Flow Streifen 23 aufweisen, dessen Befüllung durch einen Betrieb der Kammer 2 ermöglicht wird, wobei eine Entlüftungsmembran 24 und/oder ein Entlüftungskanal 25 mit dem Lateral Flow Streifen 23 gekoppelt ist.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System mindestens zwei Kammern 2 aufweisen, wobei die mindestens zwei Kammern 2 über ein Kanalsystem 3a direkt miteinander verbunden sind.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System Aufsätze 11, 12, 13 auf dem flexiblen oder beweglichen Bauteil 6 aufweisen, die sich entweder außerhalb der Kammer 2 befinden oder in die Kammer 2 hineinreichen.
  • Vorzugsweise kann die Kammer 2 vorgelegte Reagenzien aufweisen.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System in die Kammer (2) eingebrachte bewegliche Mischelemente zum Mischen aufweisen. Vorzugsweise kann ein Mischen von Fluiden innerhalb der Kammer (2) durch händisches Bewegen des fluidischen Systems erfolgen und/oder durch eine Mischvorrichtung.
  • Das Kanalsystem (3) kann Justiermarken aufweisen, die neben, unter oder über dem Kanalsystem (3) angebracht sind und die eine Volumenangabe ermöglichen.
  • Mit dem fluidischen System ist es möglich, eine mehrfache Flüssigkeitsaufnahme bzw. -abgabe vorzunehmen.
  • Vorzugsweise können mehrere fluidische Schnittstellen 5 vorhanden sein, die in verschiedene Richtungen zeigen oder an verschiedenen Seiten des fluidischen Systems angeordnet sind oder in einem vorbestimmten Winkel vom fluidischen System abgehen.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System ein Drehventil 28 aufweisen, über das eine Aufnahme bzw. Abgabe von Fluiden steuerbar ist.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System ein oder mehrere Membranventile 27 aufweisen, die mit dem Kanalsystem 3 gekoppelt sind und mit denen die Aufnahme bzw. Abgabe von Fluiden steuerbar ist.
  • Das fluidische System kann vorzugsweise eine passive Stoppfunktion aufweisen, die als ein Kapillarstoppventil, eine Kanalverjüngung und/oder eine Oberflächenmodifizierung ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise kann das Reagenzienreservoir 16 Führungselemente 20 aufweisen, die eine mehrstufige Volumendosierung ermöglichen.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System eine Kappe als flüssigkeitsdichten Verschluss der fluidischen Schnittstelle 5 aufweisen.
  • Vorzugsweise kann die Kappe 14 einen flexiblen Bereich aufweist, der ausgebildet ist, um nach dem Aufsetzen auf die Schnittstelle eingedrückt oder herausgezogen zu werden, um dadurch die im Kanalsystem 3 befindliche Flüssigkeit zu bewegen.
  • Vorzugsweise ist die gasdurchlässige Membran und/oder die Entlüftungsvorrichtung verschließbar ausgestaltet.
  • Vorzugsweise sind die mindestens zwei Kammern 2 in einer und/oder mehreren Ebenen angeordnet.
  • Vorzugsweise sind die beweglichen Mischelemente als Kugeln oder Stäbe ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise enthält das fluidische System Strukturelemente in der Kammer 2 und/oder im Kanalsystem 3, um das Mischen zu verstärken.
  • Vorzugsweise weist die fluidische Schnittstelle 5 einen Auslass 10 auf, wobei mittels einer Geometrie des Auslasses 10 das Volumen eines abgegebenen Flüssigkeitstropfens voreingestellt ist.
  • Das fluidisches System kann mehrere fluidische Schnittstellen 5 aufweisen, die mit einem Verteilersystem 26 in der strukturierten Komponente verbunden sind, wobei die mehreren fluidischen Schnittstellen 5 gezielt angesteuert werden können.
  • Vorzugsweise ist das Kanalsystem 3 bzw. die fluidische Schnittstelle 5 so gestaltet, dass eine selbstständige Flüssigkeitsaufnahme in das fluidische System mittels der Kapillarkräfte des Kanalsystems 3 an der fluidischen Schnittstelle 5 erfolgt.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System einen Eingang 5.1 und einen Ausgang 5.2 aufweisen, die auf einer Seite des System angeordnet sind, wobei eine Kappe 14 am fluidischen System, vorzugsweise an der strukturierten Komponente 1, befestigt ist, die entweder auf den Eingang 5.1 oder Ausgang 5.2 aufsteckbar ist, um somit ein Aufnehmen einer Flüssigkeit am Eingang 5.1 oder ein Abgeben von Flüssigkeit am Ausgang 5.2 zu ermöglichen.
  • Vorzugsweise kann das fluidische System eine Reservoirschnittstelle 17 aufweisen, mittels der ein Flüssigkeitsreservoir 16 mit der strukturierten Komponente 1 verbindbar ist. Die die Reservoirschnittstelle 17 kann mit dem Kanalsystem 3 und/oder mit der Kammer 2 fluidisch verbunden sein.
  • Das Kanalsystem 3 kann Ventile aufweisen, wodurch die Aufnahme definierter Flüssigkeitsvolumina ermöglicht wird. Die Ventilfunktion kann durch eine Oberflächenfunktionalisierung erzeugt bzw. verstärkt werden.
  • Im Kanalsystem 3 sind vorzugsweise Trockenreagenzien angeordnet oder vorgehalten, wobei die Trockenreagenzien durch die durchströmenden Fluide aufgenommen und mit diesen gemischt werden.
  • Vorzugsweise ist ein Reagenz an einer definierten Position im oder am Kanalsystem 3 vorgelegt und färbt hinüberströmende Flüssigkeit, sodass dadurch ein Erreichen einer Position und damit das Erreichen eines bestimmten Volumens oder einer definierten Verweilzeit angezeigt wird.
  • Vorzugsweise ist an wenigstens einer definierten Position über oder unter dem Kanalsystem 3 oder der Kammer 2 eine Vergrößerungsvorrichtung angeordnet ist, sodass ein Erreichen wenigstens einer bestimmten Position im Kanalsystem 3 durch Flüssigkeit und/oder durch eine Farbreaktionen erkennbar ist. Die Vergrößerungsvorrichtung kann als Linse ausgebildet sein.
  • Das fluidische System kann vorzugsweise verlängerte Kanalelemente als Flussbegrenzer 43 aufweisen, die in den Fluidverlauf des Kanalsystems 3 eingebracht sind, um eine kontrollierte Flüssigkeitsaufnahme und -abgabe zu ermöglichen.
  • Die Reservoirschnittstelle 17 kann eine Klappe 19 umfassen, um ein definiertes Ausdrücken definierter Volumina im Blister 16 zu ermöglichen.
  • Vorzugsweise sind geometrische Elemente oder Aufsätze 11, 12, 13 vorgesehen, um ein definiertes Bewegen des flexiblen Bereiches 6, 7, 9 zu ermöglichen.
  • Die Klappe 19 und die als Druckelemente ausgebildeten geometrischen Elemente oder Aufsätze 11, 12 sind vorzugsweise auf dem flexiblen oder beweglichen Bereich 6, 7, 9 miteinander verbunden, kombiniert bzw. gekoppelt.
  • Ein mehrere Kanäle umfassendes Verteilersystem 26 kann vorgesehen sein, das in eine entsprechende Anzahl von fluidischen Schnittstellen 5 mündet, um eine gleichzeitige Aufnahme und Abgabe von Flüssigkeiten ermöglicht.
  • Eine Gleichverteilung von Flüssigkeiten in dem Verteilersystem 26 kann durch integrierte passive Ventile 27 unterstützt werden.
  • Das Kanalsystem 3 und/oder das damit verbundene Verteilersystem 26 kann ein oder mehrere Ventile 27, 28 aufweisen, um eine gezielte Flüssigkeitsabgabe aus einzelnen fluidischen Schnittstellen 5 zu ermöglichen.
  • Die Flüssigkeitsaufnahme durch die fluidische Schnittstelle 5 kann passiv ohne Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs 6, 7, 9 erfolgen.
  • Die oben genannten Ausführungsformen können erfindungsgemäß ein oder mehrere Funktionselemente aufweisen. Dadurch ergeben sich folgende Ausgestaltungen:
    1. a) zusätzliche Funktionselemente wie Filter, Membranen, Fritten, Papier oder ähnliche Elemente,
    2. b) Funktionselemente wie Filter, Membranen, Fritten, Papier oder ähnliche Elemente, die mit Reagenzien versehen sind, oder
    3. c) durch bestimmte auf der strukturierten Komponente oder dem verschließenden Bauteil 4 aufgebrachten Reagenzien, insbesondere in Form von Arrays gleicher oder verschiedener Agenzien, oder
    4. d) durch eine beliebige Kombination von der unter a - c genannten Ausführungsformen.
  • Das eine oder die mehreren Funktionselemente 45 wie Filter, Membranen, Fritten, Papier oder ähnliche Elemente befinden sich im oder an strukturierten Komponente.
  • Dabei können diese Funktionselemente 45 so angebracht sein, dass diese von durchdringenden Flüssigkeiten oder Gasen vertikal (17a) oder horizontal (17c) durchflutet werden.
  • 17 umfasst die 17a, 17b und 17c, in denen ein jeweils fluidischen System in einer Schnittdarstellung dargestellt ist. Das fluidische System weist zwei fluidische Schnittstellen 5.1 und 5.2 auf, die auch als fluidischer Eingang oder fluidischer Ausgang bezeichnet werden. Das fluidische System weist eine strukturierte Komponente 1 mit einer Kammer 2 und einem Kanalsystem 3 auf. Das Kanalsystem 3 kann dabei auf der Unterseite und/oder der Oberseite der strukturierten Komponente 1 verlaufen, wobei die Kanalabschnitte auf der Unterseite und/oder der Oberseite der strukturierten Komponente 1 durch Bohrungen oder Durchbrüche miteinander verbunden sind. Die strukturierte Komponente 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel von zwei Bauteilen 4 bedeckt und zwar auf der Unterseite und auf der Oberseite. Die strukturierte Komponente 1 weist neben der Kammer 2 eine Reaktionskavität oder einen Hohlraum 47 auf, in dem ein Funktionselement 45, insbesondere eine Membran 45 eingebracht ist, die so angeordnet ist, dass ein Fluid, welches vom Eingang 5.1 in das Kanalsystem 3 eingeführt wird, durch die Membran 45 hindurch dringen kann. Über der Membran 45 ist ein Hohlraum 47 vorhanden. Nachdem Passieren der Membran 45 gelangt das Fluid in die Kammer 2, die durch Betätigung des flexiblen Bereichs 6 einen Unterdruck erzeugen kann, um das Fluid anzusaugen, durch die Membran 45 hindurchzusaugen, als auch über den Ausgang 5.2 abzugeben. In 17a ist eine vertikale Durchströmung der Membran 45 beziehungsweise des Funktionselements 45 in nur eine Richtung angezeigt (Durchströmungsrichtung 46).
  • In 17b hingegen ist angedeutet, dass durch entsprechende Betätigung des flexiblen Bereichs 6 auch ein vertikales Rückströmen von Fluid im Kanalsystem 3 durch das Funktionselement 45, hier insbesondere die Membran 45, von unten nach oben also entgegengesetzt der Durchströmungsrichtung 46 gemäß 17a erfolgen kann.
  • In 17c ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Membran 45 horizontal durchströmt wird.
  • 17d zeigt eine Variante bei der das Funktionselement 45 sowohl horizontal als auch vertikal vom Fluid durchströmt wird. In dieser Ausführungsform sind zwei parallele Kanalstränge 3 vorgesehen.
  • Dabei kann eine Durchströmung sowohl nur in eine Richtung erfolgen (17a) als auch zunächst von einer Richtung und anschließend von der Gegenrichtung (17b). Ebenso ist eine Kombination von vertikaler als auch von horizontaler Durchströmung möglich (17d).
  • Dabei kann die Durchströmung aktiv oder passiv erfolgen. Es kann ein Druck oder ein Vakuum angelegt werden. Es ist aber ebenso auch ein passiver Austausch über Konzentrationsgradienten oder Interaktionen zwischen den durch das Funktionselement 45 getrennten Bereichen möglich. Über dem Funktionselement 45 kann sich ein Hohlraum 47 befinden, der Bestandteil des Kanalsystems 3 ist, wobei das Funktionselement 45 fluidisch mit dem Kanalsystems 3 verbunden ist.
  • Weiterhin umfasst diese Erfindung eine Kombination mehrerer dieser Funktionselemente auf der Daumenpumpe.
  • Eine weitere Funktionserweiterung erfährt die Daumenpumpe, wenn erfindungsgemäß Reagenzien in oder auf den Funktionselementen, wie Filter, Membran, Fritten, Papier oder ähnliche Elemente aufgebracht sind, um mit dem durchströmenden Medium oder Fluid zu reagieren, bzw. mit den Komponenten oder dem Fluid auf der einen oder anderen Seite der Kammer.
  • Eine zeitversetzte Resuspension eingebrachter Reagenzien ist besonders vorteilhaft, wenn durch das Funktionselement zunächst Partikel/Komponenten zurückgehalten werden und diese dann mit den vorgelagerten Reagenzien reagieren sollen.
  • Auf der strukturierten Komponente 1 oder dem wenigstens einen Bauteil 4 (Deckel, Boden) können erfindungsgemäß Reagenzien aufgebracht werden, wobei in einer besonders bevorzugten Variante diese Reagenzien als Anordnung oder Array 48 vorhanden sind. Ein Array kann von gleichen oder verschiedenen Reagenzien, z.B. DNA-Molekülen, Antikörper, Apatmere etc. als Fängermolekül gebildet werden, dies kann z.B. ein DANN- oder Protein-Arrays sein.
  • Der Bereich der aufgebrachten Reagenzien wird als Reaktionsraum bezeichnet und kann sowohl Teil des Kanalsystems 3 und/oder eine Aufweitung (Reaktionskavität, Hohlraum 47) oder Vertiefung des Kanalsystems sein.
  • Alternativ oder zusätzlich können diese Reagenzien auch auf dem einen oder mehreren erfindungsgemäß eingebrachten Funktionselementen 45, wie Filter, Membran, Fritte, Papier oder ähnlichen Elementen, aufgebracht sein (18c).
  • Dies erlaubt die Nutzung der Daumenpumpe z.B. für biologische Nachweisreaktionen, wodurch die Funktionalität der Daumenpumpe durch auf der Daumenpumpe aufgebrachte Flüssigkeitsreservoire 16 erweitert werden kann.
  • In 18a ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der in der Reaktionskavität 47 ein Array 48 mit Reagenzien angeordnet ist. Dieses Array 48 mit Reagenzien wird vom Fluid gemäß der Strömungsrichtung 46 im Kanalsystem 3 von links nach rechts beziehungsweise von der Eingangsschnittstelle 5.1 zur Ausgangsschnittstelle 5.2 durchströmt. Die 18a weist nur ein Bauteil 4 auf, welches die strukturierte Komponente 1 von oben bedeckt.
  • In 18b ist eine Ansicht der Reaktionskavität 47 von oben gezeigt, wobei in der Reaktionskavität 47 das Array 48 angeordnet ist, und die Reaktionskavität 47 jeweils an das Kanalsystem 3 angeschlossen ist und vom Fluid durchströmt wird.
  • 18c zeigt ein strukturierte Komponente 1, die jeweils an der Oberseite und an der Unterseite der strukturierten Komponente 1 mit einem Bauteil 4 bedeckt ist, da das Kanalsystem 3 auf beiden Seiten der strukturierten Komponente 1 angeordnet ist, beziehungsweise auf der Oberseite und auf der Unterseite angeordnet ist.
  • Die 18c zeigt eine Anordnung bei der ein Funktionselement 45, hier insbesondere eine Membran 45 mit einem Array 48 von Reagenzien, beispielsweise in Form einer Anordnung von Fängermolekülen, versehen ist, die in einer Reaktionskavität 47 angeordnet sind, wobei das Fluid in Strömungsrichtung 46 im Kanalsystem 3 von der Eingangsschnittstelle 5.1 zur Ausgangsschnittstelle 5.2 über die Kammer 2 bei Betätigung des flexiblen Bereichs 6 strömt.
  • Eine besondere Ausführungsform zeigt 19, bei der zunächst das Fluid über die fluidische Schnittstelle, den Eingang 5.1, aufgenommen, anschließend durch das Funktionselement (Filter / Membran / Fritte / Papier oder ähnliches Element) geführt wird, in die Kammer 2 der Daumenpumpe gelangt und dann bei Druckbeaufschlagung durch ein weiteres Funktionselement 45 geführt und über den Ausgang 5.2 abgegeben werden kann. Dazu wird vorzugsweise die als Eingang dienende fluidische Schnittstelle 5.1 nach der Aufnahme des Fluids mit einer Kappe 14 verschlossen.
  • 19a zeigt eine Ausführung eines fluidischen Systems, bei der zwei Funktionselemente 45 in Form eines Filters, einer Membran, einer Fritte oder einem Funktionspapier vor und hinter der Kammer 2 geschaltet sind. Die Funktionselemente 45 können dabei gleichartig aber auch verschieden sein, das heißt, das Funktionselement 45 vor der Kammer 2 kann als Filter ausgestaltet sein, wobei das Funktionselement 45 hinter der Kammer 2 beziehungsweise zwischen Kammer 2 und dem Ausgang 5.2 des fluidischen Systems als ein Filter 45, Membran 45 oder Fritte 45 oder Funktionspapier 45 ausgestaltet ist, die beispielsweise Fluide mit einer anderen Partikelgröße passieren lassen. Bei der in 19b dargestellten Seitenansicht ist die strukturierte Komponente 1 an ihrer Oberseite und Unterseite mit jeweils einem Bauteil 4 bedeckt ist, um das Kanalsystem 3 auf der Ober- und Unterseite zu bedecken und abzudichten. Die Reaktionskavität 47 ist der Kammer 2 vorgeschaltet, wobei darin eine erste Funktionskomponente 45 angeordnet ist, wobei eine zweite Reaktionskavität 47 der Kammer 2 nachgeschaltet ist und mit einem weiteren Funktionselement 45 versehen ist. In 19c ist der Eingang 5.1. mit der Kappe 14 verschlossen, um das Fluid bei Druckbeaufschlagung der Kammer 2 gezielt nur am Ausgang 5.2. abzugeben.
  • Eine weitere Ausführungsform zeigt 20. Dort sind zwei Funktionselemente 45 angeordnet, wobei ein erstes Funktionselement 45 zwischen dem Eingang 5.1 und der Kammer 2 liegt und ein Kanal 3 vom ersten Funktionselement 45 zum zweiten Funktionselement 45 führt, ohne durch die Kammer 2 zu verlaufen. In dieser Ausführungsform wird zunächst das Fluid über die fluidische Schnittstelle (Eingang 5.1) aufgenommen, dann anschließend durch das erste Funktionselement 45 (Filter / Membran / Fritte / Papier oder ähnliches Element) geführt, und anschließend bei einer Druckbeaufschlagung der Daumenpumpe durch ein weiteres Funktionselement 45 geführt und letztlich über eine weitere fluidische Schnittstelle (5.2, Ausgang) durch Druckbeaufschlagung der Kammer 2 abgegeben. Dazu wird vorzugsweise die als Eingang dienende fluidische Schnittstelle (5.1) nach der Aufnahme des Fluids mit einer Kappe (14) oder anderweitig verschlossen.
  • Anders als in 19a sind in 20a ebenfalls zwei Funktionselemente 45 angeordnet. Jedoch ist das zweite Funktionselement 45 vor dem Ausgang 5.2 nicht direkt mit der Kammer 2 verbunden. Das erste vorgeschaltete Funktionselement 45 nach dem Eingang 5.1 ist mit der Kammer 2 gekoppelt, so dass durch einen Unterdruck beziehungsweise Überdruck in der Kammer 2 bei Betätigung des flexiblen Bereichs 6 eine Strömungsrichtung im ersten Funktionselement 45 vorgegeben werden kann. Zusätzlich zu dem Durchströmen des ersten Funktionselement 45, wird das Fluid 3 im parallelen Kanalstrang an der Kammer 2 vorbei direkt zum zweiten Funktionselement 45 geleitet. In 20c ist dann dargestellt, den Eingang 5.1 mit einer Kappe zu verschließen, um somit bei Betätigen des flexiblen Bereichs 6 der Kammer 2 eine Durchströmung durch das erste Funktionselement 45 durch den parallelen Kanalstrang zum zweiten Funktionselement 45 zu bewirken, um das Fluid über den Ausgang 5.2 abzugeben.
  • Eine weitere Ausführungsform zeigt 21, bei der zunächst das Fluid über die fluidische Schnittstelle (Eingang 5.1) aufgenommen, anschließend durch das erste Funktionselement 45 (Filter / Membran / Fritte / Papier oder ähnliches Element) geführt wird und dann in die Kammer 2 der Daumenpumpe gelangt. Durch eine Flüssigkeitsabgabe aus einem Flüssigkeitsreservoir 16 z.B. in Form eines Blisters, erfolgt eine Flüssigkeitszugabe zum Fluid. Eine Mischung von Fluid und zugeführter Flüssigkeit kann entweder durch die Zugabe der Flüssigkeit selbst oder eine Bewegung der Daumenpumpe oder des flexiblen Bereichs 6 erfolgen und kann über eine Druckbeaufschlagung durch ein weiteres Funktionselement 45 geführt und das verdünnte Fluid oder das mit der zugebenen Flüssigkeit versetzte Fluid wird über den Ausgang 5.2 durch Druckbeaufschlagung der Kammer 2 abgegeben. Dazu wird vorzugsweise der Eingang 5.1 nach der Aufnahme des Fluids mit einer Kappe 14 verschlossen.
  • In 21a ist eine alternative Ausgestaltung des fluidischen Systems gezeigt, bei der das erste Funktionselement 45 direkt mit einem Flüssigkeitsreservoir 16 verbunden ist und wobei durch Flüssigkeitszugabe aus dem Flüssigkeitsreservoir 16 eine Verdünnung des Fluids in dem Funktionselement 45 erfolgen kann. Hier kann beispielsweise zuerst durch Betätigen des flexiblen Bereichs 6 an der Kammer 2 ein Fluid im Eingang 5.1 aufgenommen werden und durch das erste Funktionselement 45 hindurchgeführt werden, wobei sich dabei bspw. bestimmte Partikel ablagern können.
  • In 21b ist die Schnittdarstellung von diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei in 21c gezeigt ist, den Eingang 5.1 mit einer Kappe 14 zu verschließen, um somit dann die Zugabe von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 16 vorzunehmen, wobei dazu nach Betätigung des Flüssigkeitsreservoirs 16 und der Freisetzung der Flüssigkeit durch Druckbeaufschlagung des flexiblen Bereichs 6 der Kammer 2 ein Verdünnen des Fluids im ersten Funktionselement 45 beziehungsweise auch im zweiten Funktionselement 45 zwischen Kammer 2 und Ausgang 5.2 bewirkt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform zeigt 22, bei der zunächst das Fluid über die fluidische Schnittstelle (Eingang 5.1) aufgenommen, anschließend durch das erste Funktionselement 45 (Filter / Membran / Fritte / Papier oder ähnliches Element) geführt wird und dann in die Kammer 2 der Daumenpumpe gelangt.
  • Durch eine Flüssigkeitsabgabe aus einem Flüssigkeitsreservoir 16 z.B. in Form eines Blisters, erfolgt eine Flüssigkeitszugabe zum bereits durch das Funktionselement 45 gelangten Fluids. Die Zugabe der Flüssigkeit aus dem Blister 16 erfolgt erst nach dem Passieren des Funktionselements 45, d.h. es wird eine Mischung von Fluid und zugeführter Flüssigkeit nach Verarbeitung des Fluid im Funktionselement 45 erzielt. Diese Mischung kann entweder durch die Zugabe der Flüssigkeit selbst und/oder eine Bewegung der Daumenpumpe oder des flexiblen Bereichs 6 erfolgen. Das gemischte Fluid kann dann über eine Druckbeaufschlagung durch ein weiteres Funktionselement 45 geführt und über die weitere fluidische Schnittstelle (5.2, Ausgang) durch Druckbeaufschlagung der Kammer 2 abgegeben werden. Dazu wird vorzugsweise die als Eingang dienende fluidische Schnittstelle 5.1 nach der Aufnahme des Fluids mit einer Kappe 14 verschlossen. D.h. bei Zugabe der Flüssigkeit vom Blister 16 ist der 5.1. Eingang verschlossen.
  • Die 23 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Ausgang 5.2 durch eine Kappe 14 verschlossen ist. Das heißt, bei Druckbeaufschlagung des flexiblen Bereichs 6 der Kammer 2 wird ein Fluid über den Eingang 5.1 aufgenommen und durch das Funktionselement 45 geführt und gelangt dann in die Kammer 2. Die Kammer 2 ist mit einer Entlüftungsmembran 24 gekoppelt, um eine Entlüftung von im System verbleibender Luft vorzunehmen. Danach wird der Eingang 5.1 mittels einer Kappe verschlossen (23c) und es erfolgt eine Flüssigkeitsabgabe aus einem der Flüssigkeitsreservoire 16, wodurch das Funktionselement 45 vor der Kammer 2 mit der Flüssigkeit vom dem einen Flüssigkeitsreservoir 16 durchspült wird. Dadurch lassen sich Bestandteile von dem Funktionselement 45 entfernen, beziehungsweise lässt sich durch die Flüssigkeit einer Reaktion am Funktionselement 45 auslösen. Die zugeführte Flüssigkeit sammelt sich dann in der Kammer 2 die über die Entlüftungsmembran 24 entlüftet werden kann.
  • 23 zeigt, dass die als Ausgang dienende fluidische Schnittstelle 5.2 zu Beginn verschlossen ist, beispielsweise mit einer Kappe 14 und das Fluid über die fluidische Schnittstelle (Eingang 5.1) aufgenommen wird, anschließend durch das Funktionselement (Filter / Membran / Fritte / Papier oder ähnliches Element) geführt wird und in die Kammer 2 der Daumenpumpe gelangt. Nach der Aufnahme des Fluids wird der Eingang 5.1 verschlossen, vorzugsweise durch eine Kappe 14. Durch Flüssigkeitsabgabe aus einem Flüssigkeitsreservoir 16 z.B. in Form eines Blisters, erfolgt ein Durchfluten des Funktionselements 45 und damit ein Entfernen von Bestandteilen oder eine Reaktion mit auf dem Funktionselement 45 befindlichen Komponenten, z.B. Antikörper zum Anbinden der Antigene einer Probe, Reagenzien, die ein Lysieren von Zellen bewirken, Salze, die die Eigenschaften der Probe verändern oder Farbstoffe für Visualisierungen etc.. Die zugeführte Flüssigkeit sammelt sich in der Kammer 2, die über eine Entlüftungsmembran 24 eine Entlüftung erfährt. Durch eine vollständige Befüllung der Kammer 2 kann zudem gesichert werden, dass vor dem Durchspülen des Funktionselements 45 mit einer Flüssigkeit, die die Zielkomponenten ablöst, diese zum Ausgang 5.2 gelangen, von dem zuvor die Kappe 14 entfernt wurde. Die Flüssigkeitsabgabe durch den Ausgang 5.2 erfolgt in diesem Fall durch den vom Flüssigkeitsreservoir 16 erzeugtem Fluidstrom.
  • In 24 ist ähnlich wie in 23 eine weitere Ausführungsform des fluidischen Systems gezeigt, bei dem die Kammer 2 über eine weitere fluidische Schnittstelle 5 mit der Außenwelt verbunden ist, wobei die Kammer 2 über diese Schnittstelle 5 entlüftet werden kann. Wenn diese zusätzliche Schnittstelle 5 durch eine nicht dargestellte Kappe 14 verschlossen wird, kann die Kappe am Ausgang 5.2 entfernt werden, wodurch durch weitere Flüssigkeitszuführung aus einem der Flüssigkeitsreservoire 16 das Fluid vom Funktionselement 45 und die dadurch abgelösten Komponenten herausgespült werden können. Ebenso ist es möglich, dass die Kappe 14 am Ausgang 5.2 verbleibt und die Flüssigkeit über die weitere Schnittstelle 5 abgeführt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform zeigt 24, bei der die als Ausgang dienende fluidische Schnittstelle 5.2 zu Beginn verschlossen ist, beispielsweise mit einer Kappe 14 und das Fluid über die fluidische Schnittstelle, den Eingang 5.1, aufgenommen, anschließend durch das Funktionselement 45 (Filter / Membran / Fritte / Papier oder ähnliches Element) geführt wird und in die Kammer 2 der Daumenpumpe gelangt. Nach Aufnahme des Fluids wird der Eingang 5.1 verschlossen, vorzugsweise durch eine Kappe 14. Durch Flüssigkeitsabgabe aus einem Flüssigkeitsreservoir 16 z.B. in Form eines Blisters, erfolgt ein Durchfluten des Funktionselements 45 und damit ein Entfernen von Bestandteilen oder eine Reaktion mit auf dem Funktionselement 45 befindlichen Komponenten, z.B. Antikörper zum Anbinden der Antigene einer Probe, Reagenzien, die ein Lysieren von Zellen bewirken, Salze, die die Eigenschaften der Probe verändern oder Farbstoffe für Visualisierungen etc.. Die zugeführte Flüssigkeit sammelt sich in der Kammer 2, die über eine fluidische Schnittstelle belüftet wird 5. Wird diese fluidische Schnittstelle z.B. durch eine Kappe 14 geschlossen und die Kappe 14 am Ausgang 5.2 entfernt, werden durch Flüssigkeitszuführung aus einem der Flüssigkeitsreservoire 16 die Flüssigkeit und von dem Funktionselement 45 abgelöste Komponenten hinaus gespült.
  • Eine weitere Ausführungsform zeigt 25, bei der die als Ausgang dienende fluidische Schnittstelle 5.2 zu Beginn verschlossen ist, beispielsweise mit einer Kappe 14 und das Fluid über die fluidische Schnittstelle, den Eingang 5.1, aufgenommen wird, anschließend durch das Funktionselement 45 (Filter / Membran / Fritte / Papier oder ähnliches Element) geführt wird und in die Kammer 2 der Daumenpumpe gelangt. Nach Aufnahme des Fluids wird der Eingang 5.1 verschlossen, vorzugsweise auch durch eine Kappe 14. Durch Flüssigkeitsabgabe aus einem der Flüssigkeitsreservoire 16 z.B. in Form eines Blisters, erfolgt ein Durchfluten der Reaktionskammer 47 und des Funktionselements 45 und damit ein Entfernen von Bestandteilen oder eine Reaktion mit auf dem Funktionselement 45 befindlichen Komponenten, z.B. die Lyse von Zellen. Die zugeführte Flüssigkeit und aus dem Funktionselement 45 herausgelöste Komponenten sammeln sich in der Kammer 2, die über eine weitere fluidische Schnittstelle 5 belüftet wird. Wird diese weitere fluidische Schnittstelle z.B. durch eine Kappe 14 geschlossen und die Kappe 14 am Ausgang 5.2 entfernt, werden durch Flüssigkeitszuführung aus einem der Flüssigkeitsreservoire 16 das Fluid und von dem Funktionselement 45 abgelöste Komponenten hinaus gespült.
  • In den 25a, 25b und 25c ist eine weitere Ausgestaltung des fluidischen Systems gezeigt, bei dem zwei Funktionselemente 45 vorhanden sind und drei Flüssigkeitsreservoire 16 von denen jeweils jedes eine Flüssigkeit abgeben kann und dem ersten Funktionselement 45 beziehungsweise dem Kanalsystem 3 zuführen kann. Die Kammer 2 ist weiter mit einer weiteren Schnittstelle 5 verbunden, die entweder zur Belüftung der Kammer 2 dient, sodass sich die Kammer 2 vollständig mit Flüssigkeit füllen kann und dort eine gute Vermischung der Fluide und der Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsreservoiren 16 vorgenommen werden kann. Andererseits kann die weitere Schnittstelle 5 auch als alternativer Ausgang verwendet werden. Wird dieser alternative Ausgang 5 verschlossen, kann das verdünnte Fluid auch über das zweite Funktionselement 45 über den Ausgang 5.2 abgeführt werden.
  • In 26a, b ist eine alternative Ausgestaltung des fluidischen Systems gezeigt, bei der das erste Funktionselement 45 in Strömungsrichtung von der fluidischen Schnittstelle, Eingang 5.1, durchströmt wird und das Fluid anschließend über Kapillarkräfte, Oberflächenkräfte etc. oder das Betätigen des flexiblen Bereiches 6 in Kontakt mit dem Lateral Flow Streifen 23 gelangt und der Lateral Flow Streifen 23 durch seine intrinsischen Saugkräfte mit dem Fluid geflutet wird oder über die als gaspermeable Membran 24 ausgestaltete fluidische Schnittstelle ein Unterdruck angelegt wird, was den Transfer der Flüssigkeit auf den Lateral Flow Streifen 23 unterstützt. Bei Nutzung der Betätigung des flexiblen Bereichs 6 zum weiteren Transfer des Fluids auf den Lateral Flow Streifen 23 wird der Eingang 5.1 vorzugsweise mit einer Kappe verschlossen.
  • In 27a, b ist eine alternative Ausgestaltung des fluidischen Systems gezeigt, bei der das erste Funktionselement 45 in Strömungsrichtung von der fluidischen Schnittstelle 5.1 durchströmt wird, das Fluid anschließend ein weiteres Funktionselement 45 durchläuft und das Fluid anschließend über Kapillarkräfte, Oberflächenkräfte etc. oder das Betätigen des flexiblen Bereichs 6 in Kontakt mit dem Lateral Flow Streifen 23 gelangt und der Lateral Flow Streifen 23 durch seine intrinsischen Saugkräfte mit dem Fluid geflutet wird oder über die als gaspermeable Membran 24 ausgestaltete fluidische Schnittstelle ein Unterdruck angelegt wird, was den Transfer der Flüssigkeit auf den Lateral Flow Streifen unterstützt. Bei Nutzung der Betätigung des flexiblen Bereichs 6 zum weiteren Transfer des Fluids auf den Lateral Flow Streifen 23 wird der Eingang 5.1 vorzugsweise mit einer Kappe verschlossen.
  • In 28a-28c ist eine alternative Ausgestaltung des fluidischen Systems gezeigt, bei der das erste Funktionselement 45 in Strömungsrichtung von der fluidischen Schnittstellen, Eingang, 5.1 durchströmt wird, das Fluid anschließend ein weiteres Funktionselement 45 durchläuft und das Fluid anschließend über Kapillarkräfte, Oberflächenkräfte etc. oder das Betätigen des flexiblen Bereichs 6 in Kontakt mit dem Lateral Flow Streifen 23 gelangt und der Lateral Flow Streifen 23 durch seine intrinsischen Saugkräfte mit dem Fluid geflutet wird oder über die als gaspermeable Membran 24 ausgestaltete fluidische Schnittstelle ein Unterdruck angelegt wird, was den Transfer der Flüssigkeit auf den Lateral Flow Streifen weiter unterstützt. Bei Nutzung der Betätigung des flexiblen Bereichs 6 zum weiteren Transfer des Fluids auf den Lateral Flow Streifen 23 wird der Eingang 5.1 vorzugsweise mit einer Kappe verschlossen. Ein an beliebiger Stelle vor oder nach den Funktionselementen 45 aber vor dem Lateral Flow Streifen 23 oder im Bereich des Lateral Flow Streifen 23 einmündender Kanal, der mit einem oder mehreren Flüssigkeitsreservoiren 16 verbunden ist, ermöglicht einen Fluidtransfer, ein Verdünnen und die Zuführung von Reagenzien. Zusätzlich kann ein Abfallreservoir 49 genutzte Reagenzien aufnehmen, das vorzugsweise am Ende des Lateral Flow Streifens 23 mit dem Kanalsystem 3 verbunden ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    strukturiertes Bauteil/strukturierte Komponente
    2
    Kammer
    3
    Kanalsystem/Kanal
    3.1
    Teile des Kanalsystems, das vom Reagenzienreservoir abgeht
    4
    Bauteil
    5
    fluidische Schnittstelle
    5.1
    Eingang
    5.2
    Ausgang
    6
    flexibler oder beweglicher Bereich (am Bauteil 4)
    7
    flexibler oder beweglicher Bereich (an der strukturierten Komponente 1)
    8
    zweites Bauteil
    9
    flexibler oder beweglicher Bereich (am zweiten Bauteil 8)
    10
    Auslass (der fluidischen Schnittstelle 5)
    11, 12, 13
    Druckelemente, geometrische Elemente, Aufsätze
    14
    Kappe
    16
    Flüssigkeitsreservoir, Blister
    17
    Sitz/Reservoirschnittstelle
    18
    Durchstechelemente
    19
    Klappe
    20
    Rastnasen
    21
    Detektionskammer
    22
    Aufweitungen
    23
    Lateral Flow Streifen
    24
    Entlüftungsmembran (gasdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Membran)
    25
    Entlüftungskanäle
    26
    Verteilersystem
    27
    Membranventil
    28
    Drehventil
    28a
    Drehventilsitz
    28b
    Drehventilkörper
    29
    Verteilerkanal
    41
    Kapillarstroppventile/Kanalverjüngungen
    42
    Vergrößerungsvorrichtung
    43
    Flussbegrenzer
    44
    Lasche
    45
    Funktionselement (Filter, Membranen, Fritten, Papier oder ähnliche Elemente)
    46
    Durchströmungsrichtung
    47
    Hohlraum / Reaktionskavität (Bestandteil des Kanalsystems)
    48
    Reagenzienarray, Integrierte Reagenzien (z.B. DNA-, RNA-, Protein-Arrays)
    49
    Abfallreservoir (Bestandteil des Kanalsystems)

Claims (32)

  1. Fluidisches System umfassend: eine flächig ausgebildete strukturierte Komponente (1) mit einer Kammer (2) und einem Kanalsystem (3) und wenigstens einem Funktionselement (45), wobei das Funktionselement (45) als Filter, Membran, Fritte oder Funktionspapier realisiert ist, wobei wenigstens die Kammer (2) mit einem Bauteil (4) fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem (3) und mindestens eine fluidische Schnittstelle (5) mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei eine erste fluidische Schnittstelle (5.1) zur Aufnahme eines Fluids vorgesehen ist und die erste fluidische Schnittstelle (5.1) fluidisch mit dem wenigstens einen Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Funktionselement (45) fluidisch mit der Kammer (2) des fluidischen Systems verbunden ist und eine zweite fluidische Schnittstelle (5.2) zur Abgabe des Fluids mit der Kammer (2) und/oder einem Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Bauteil (4) einen von außen zugänglichen flexiblen oder beweglichen Bereich (6) aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer (2) oder über eine Ebene der Kammer (2) hinaus bewegt werden kann, wobei durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle (5) aufgenommen oder abgegeben und/oder im fluidischen System bewegt werden können, wobei der flexible oder bewegliche Bereich (6) händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) möglich ist, und wobei das Fluid durch eine Druckbeaufschlagung der Kammer (2) über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgebbar ist.
  2. Fluidisches System umfassend: eine flächig ausgebildete strukturierte Komponente (1) mit einer Kammer (2) und einem Kanalsystem (3) und wenigstens einem Funktionselement (45), wobei das Funktionselement (45) als Filter, Membran, Fritte oder Funktionspapier realisiert ist und mit wenigstens einem Reagenz versehen ist, wobei wenigstens die Kammer (2) mit einem Bauteil (4) fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem (3) und mindestens eine fluidische Schnittstelle (5) mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei eine erste fluidische Schnittstelle (5.1) zur Aufnahme eines Fluids vorgesehen ist und die erste fluidische Schnittstelle (5.1) fluidisch mit dem wenigstens einen Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Funktionselement (45) fluidisch mit der Kammer (2) des fluidischen Systems verbunden ist und eine zweite fluidische Schnittstelle (5.2) zur Abgabe des Fluids mit der Kammer (2) und/oder einem Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Bauteil (4) einen von außen zugänglichen flexiblen oder beweglichen Bereich (6) aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer (2) oder über eine Ebene der Kammer (2) hinaus bewegt werden kann, wobei durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle (5) aufgenommen oder abgegeben und/oder im fluidischen System bewegt werden können, wobei der flexible oder bewegliche Bereich (6) händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) möglich ist, und wobei das Fluid durch eine Druckbeaufschlagung der Kammer (2) über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgebbar ist.
  3. Fluidisches System umfassend: eine flächig ausgebildete strukturierte Komponente (1) mit einer Kammer (2), einem Kanalsystem (3), und wenigstens einer Funktionskomponente (45), wobei das Funktionselement (45) als Filter, Membran, Fritte oder Funktionspapier realisiert ist, wobei die strukturierte Komponente (1) und/oder das diese verschließende Bauteil (4) mit wenigstens einem Reagenz versehen sind, und die strukturierte Komponente (1) und/oder das diese verschließende Bauteil (4) mit dem wenigstens einen Reagenz in Kontakt mit dem Kanalsystem (3) oder dem wenigstens einen Funktionselement (45) stehen, wobei wenigstens die Kammer (2) mit einem Bauteil (4) fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem (3) und mindestens eine fluidische Schnittstelle (5) mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei eine erste fluidische Schnittstelle (5.1) zur Aufnahme eines Fluids vorgesehen ist und die erste fluidische Schnittstelle (5.1) fluidisch mit dem wenigstens einen Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Funktionselement (45) fluidisch mit der Kammer (2) des fluidischen Systems verbunden ist und eine zweite fluidische Schnittstelle (5.2) zur Abgabe des Fluids mit der Kammer (2) und/oder einem Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Bauteil (4) einen von außen zugänglichen flexiblen oder beweglichen Bereich (6) aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer (2) oder über eine Ebene der Kammer (2) hinaus bewegt werden kann, wobei durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle (5) aufgenommen oder abgegeben und/oder im fluidischen System bewegt werden können, wobei der flexible oder bewegliche Bereich (6) händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) möglich ist, und wobei das Fluid durch eine Druckbeaufschlagung der Kammer (2) über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgebbar ist.
  4. Fluidisches System umfassend: eine flächig ausgebildete strukturierte Komponente (1) mit einer Kammer (2) und einem Kanalsystem (3) und mit auf die strukturierte Komponente (1) oder dem verschließenden Bauteil (4) aufgebrachten Reagenzien in Form von Arrays gleicher oder verschiedener Agenzien (48), wobei wenigstens die Kammer (2) mit einem Bauteil (4) fluiddicht verschlossen ist und über das Kanalsystem (3) und mindestens eine fluidische Schnittstelle (5) mit der Außenwelt fluidisch verbunden ist, wobei eine erste fluidische Schnittstelle (5.1) zur Aufnahme eines Fluids vorgesehen ist und die erste fluidische Schnittstelle (5.1) fluidisch mit dem wenigstens einen Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Funktionselement (45) fluidisch mit der Kammer (2) des fluidischen Systems verbunden ist und eine zweite fluidische Schnittstelle (5.2) zur Abgabe des Fluids mit der Kammer (2) und/oder einem Funktionselement (45) verbunden ist, wobei das Bauteil (4) einen von außen zugänglichen flexiblen oder beweglichen Bereich (6) aufweist, der wenigstens in einen Bereich der Kammer (2) oder über eine Ebene der Kammer (2) hinaus bewegt werden kann, wobei durch eine Bewegung des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) Flüssigkeiten oder Gase durch die fluidische Schnittstelle (5) aufgenommen oder abgegeben und/oder im fluidischen System bewegt werden können, wobei der flexible oder bewegliche Bereich (6) händisch oder mit einem Betriebsgerät bewegbar ist und ein Eindrücken oder Hochbewegen des flexiblen oder beweglichen Bereichs (6) möglich ist, und wobei das Fluid durch eine Druckbeaufschlagung der Kammer (2) über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgebbar ist.
  5. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-4, wobei eine Aufnahme des Fluids durch die fluidische Schnittstelle (5) über Kapillarkräfte und/oder Oberflächenspannung des Kanalsystems (3) und/oder der fluidischen Schnittstelle (5) erfolgt, und/oder eine Aufnahme des Fluids über eine Betätigung der Kammer (2) des fluidischen Systems erfolgt.
  6. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-5, wobei in das Kanalsystem (3) des fluidischen Systems wenigstens ein Ventil (27, 28) integriert ist.
  7. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das wenigstens eine Funktionselement (45) Saugkräfte aufweist und/oder eine Aufnahme eines Fluids durch Saugkräfte des wenigstens einen Funktionselement (45) getrieben wird.
  8. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die erste und/oder zweite fluidische Schnittstelle (5.1, 5.2) jeweils mit einer oder zwei Kappen (14) verschließbar ist.
  9. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das Funktionselement (45), wenn es von Blut durchströmt wird, Plasma oder Serum generiert, welches über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgebbar ist.
  10. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-9, wobei zwei Funktionselemente (45) im Kanalsystem (3) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
  11. Fluidisches System nach Anspruch 10, wobei das erste Funktionselement (45) in Strömungsrichtung vor der Kammer (2) liegt und das zweite Funktionselement (45) in Strömungsrichtung nach der Kammer (2) und vor der zweiten fluidischen Schnittstelle (5.2.) angeordnet ist.
  12. Fluidisches System nach Anspruch 10, wobei das erste Funktionselement (45) in Strömungsrichtung vor der Kammer (2) liegt und die Kammer (2) mit dem ersten Funktionselement (45) gekoppelt ist, wobei das zweite Funktionselement (45) in Strömungsrichtung parallel zur Kammer (2) angeordnet ist und vor der zweiten fluidischen Schnittstelle (5.2.) angeordnet ist.
  13. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das erste Funktionselement (45) der Erzeugung von Plasma oder Serum dient und wobei das zweite Funktionselement (45) hämolysierte rote Blutkörperchen entfernt.
  14. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-13, wobei ein Flüssigkeitsreservoir (16) mit dem Funktionselement (45) und/oder dem Kanalsystem (3) verbunden ist und über eine Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsreservoir (16) eine Verdünnung des Fluids in der Funktionskomponente (45) und/oder im Kanalsystem (3) erfolgt.
  15. Fluidisches System nach Anspruch 14, wobei das Flüssigkeitsreservoir (16) eingerichtet ist, ein definiertes Flüssigkeitsvolumen aus dem Flüssigkeitsreservoir (16) zu dem aufgenommenen Fluid hinzuzugegeben.
  16. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-15, wobei ein Flüssigkeitsreservoir (16) mit dem Kanalsystem (3) und/oder dem Funktionselement (45) verbunden ist, um durch eine Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsreservoir (16) ein Fluid in dem Kanalsystem (3) und/oder dem Funktionselement (45) zu verdünnen, wobei ein definiertes Volumen aus dem Flüssigkeitsreservoir (16) zu einem definierten Volumen des aufgenommenen und bereits durch das Funktionselement (45) geführten Fluids hinzugegeben wird.
  17. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-16, mit einer Reaktionskavität (47) im Kanalsystem (3) und einem nachgeschalteten Funktionselement (45) und/oder wobei das Funktionselement (45) mit einem Flüssigkeitsreservoir (16) verbunden ist.
  18. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-17, wobei mehrere Flüssigkeitsreservoire (16) fluidisch mit dem Funktionselement (45) und/oder dem Kanalsystem (3) verbunden sind, um dem Funktionselement (45) und/oder dem Kanalsystem (3) unterschiedliche Flüssigkeiten und/oder Flüssigkeitsmengen zuzuführen, um das Funktionselement (45) von ungewünschten Komponenten zu befreien oder losgelöste Zielmoleküle zu verdrängen.
  19. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-18, wobei eine Ablösung eines Zielmoleküls vom Funktionselement (45) durch Temperaturänderung erfolgt.
  20. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-19, bei dem einzelne oder mehrere Funktionselemente (45) im Kanalsystem (3) parallel angeordnet sind.
  21. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-20, welches Reagenzien enthält, die bei Kontakt mit einem Fluid eine Farbänderung und/oder einen Befüllindikator anzeigen.
  22. Fluidisches System nach Anspruch 21, bei denen sich diese Reagenzien auf dem wenigstens einen Funktionselement (45) befinden.
  23. Fluidisches System nach einem der Ansprüche 1-22, bei denen ein Lateral Flow Streifen (23) in Strömungsrichtung nach wenigstens einem Funktionselement (45) angeordnet ist.
  24. Fluidisches System nach Anspruch 23, welches der Generierung von Plasma oder Serum aus Blut durch ein Durchströmen des mindestens einen Funktionselements (45) dient, dessen nachzuweisende Bestandteile anschließend durch einen Transfer der Flüssigkeit zum Lateral Flow Streifen (23) auf diesem nachgewiesen werden.
  25. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 1-24, wobei ein aufgenommenes Fluid zuerst ein erstes Funktionselement (45) durchströmt und das Fluid dann in die Kammer (2) gelangt, wobei danach die erste fluidische Schnittstelle (5.1) verschlossen wird und durch Bewegen des flexiblen Bereichs (6) der Kammer (2) das Fluid über und/oder durch das zweite Funktionselement (45) getrieben und über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgegeben wird.
  26. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 1-24, wobei ein aufgenommenes Fluid zuerst das erste Funktionselement (45) durchströmt, und die durchgeströmte Flüssigkeit anschließend durch das zweite Funktionselement (45) dringt, wobei das Fluid mittels einer Bewegung des beweglichen Bereichs (6) über eine weitere fluidische Schnittstelle (5.2) abgegeben wird.
  27. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 1-24, bei dem ein Fluid in einer Reaktionskavität (47) mit Flüssigkeit versetzt wird, und anschließend über das Funktionselement (45) geführt wird, wobei Zielmoleküle des Fluids auf dem Funktionselement (45) verbleiben, die Zielmoleküle durch eine Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir (16) abgelöst werden und über die zweite fluidische Schnittstelle (5.2) abgegeben werden.
  28. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 1-24, wobei die aufgenommene Flüssigkeit zunächst über ein erstes Funktionselement (45) geleitet wird und Partikel auf dem ersten Funktionselement (45) zunächst zurück gehalten werden, diese Partikel anschließend in kleinere Partikel zerlegt werden und dem nächsten Funktionselement (45) zugeführt werden, wobei ein Teil der erzeugten kleineren Partikel vom nächsten Funktionselement (45) zurück gehalten wird und anschließend wieder abgelöst werden kann.
  29. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 1-24, bei dem vor einer Ablösung der Zielpartikel vom Funktionselement (45) durch Waschen mit Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir (16) eine Reinigung durch Herausspülen ungewünschter Komponenten vom / aus dem Funktionselement (45) erfolgt und so ungewünschte Komponenten vom Funktionselement (45) entfernt werden.
  30. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 28, 29, bei dem es sich bei den Partikeln um Zellen handelt und bei dem Schritt der Zerkleinerung der Partikel um die Lyse der Zellen handelt.
  31. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 1-24, bei dem biologische Komponenten wie Nukleinsäuren, Proteine, Metaboliten und/oder Antikörper extrahiert, konzentriert und/oder aufgereinigt werden.
  32. Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids in einem fluidischen System, nach einem der Ansprüche 1-24, bei dem die erhaltene Zielkomponente anschließend über eine Reaktionskavität (47) mit integrierten Reagenzien geführt wird und es dort zu einer Reaktion kommen kann, die einen Nachweis der Zielmoleküle erlaubt, und/oder bei dem die erhaltene Zielkomponente anschließend über ein Array (48) geführt wird und eine Nachweisreaktion der Zielmoleküle mit dem Array stattfindet, und/oder bei dem die erhaltene Zielkomponente mit dem fluidischen System detektiert und/oder und identifiziert wird und bevorzugt quantitativ detektiert wird.
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PCT/EP2019/062679 WO2019219844A1 (de) 2018-05-16 2019-05-16 Fluidisches system zur aufnahme, abgabe und bewegung von flüssigkeiten, verfahren zur verarbeitung von fluiden in einem fluidischen system
CN201980047225.3A CN112423884A (zh) 2018-05-16 2019-05-16 用于接收、排出和移动流体的流体系统，在流体系统中处理流体的方法
EP19726597.8A EP3793736A1 (de) 2018-05-16 2019-05-16 Fluidisches system zur aufnahme, abgabe und bewegung von flüssigkeiten, verfahren zur verarbeitung von fluiden in einem fluidischen system
BR112020023193-2A BR112020023193A2 (pt) 2018-05-16 2019-05-16 sistema fluídico para recebimento, dispensação e movimento de líquidos, processo para processamento de fluidos em um sistema fluídico
US17/055,860 US20210291175A1 (en) 2018-05-16 2019-05-16 Fluidic system for taking in, dispensing and moving liquids, method for processing fluids in a fluidic system
CA3100268A CA3100268C (en) 2018-05-16 2019-05-16 Fluidic system for receiving, discharging, and moving fluids, method for processing fluids in a fluidic system

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114206499A (zh) 2019-04-08 2022-03-18 米罗库鲁斯公司 多盒式数字微流控装置和使用方法
EP4244512A4 (de) 2020-11-16 2024-01-17 Siemens Healthcare Diagnostics Inc Ventil für eine mikrofluidische vorrichtung
US11772093B2 (en) 2022-01-12 2023-10-03 Miroculus Inc. Methods of mechanical microfluidic manipulation
DE102022209419A1 (de) 2022-09-09 2024-03-14 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mikrofluidische Vorrichtung und Verfahren zu ihrem Betrieb

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648458C1 (de) 1996-11-22 1998-07-09 Evotec Biosystems Gmbh Mikromechanische Ejektionspumpe zum Heraustrennen kleinster Fluidvolumina aus einem strömenden Probenfluid
US20040063217A1 (en) 2002-09-27 2004-04-01 Webster James Russell Miniaturized fluid delivery and analysis system
US20080050830A1 (en) 2006-05-10 2008-02-28 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Detecting multiple types of leukocytes
US20100112723A1 (en) 2008-10-03 2010-05-06 Micronics, Inc. Microfluidic apparatus and methods for performing blood typing and crossmatching
EP1646876B1 (de) 2003-07-09 2011-06-22 Medion Diagnostics AG Vorrichtung und verfahren zur simultanen bestimmung von blutgruppenantigenen
DE102010064391A1 (de) 2010-10-29 2012-05-03 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Verfahren zur Bestimmung eines Analytgehalts einer Flüssigkeitsprobe mittels eines Bioanalysators
US20130280725A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 California Institute Of Technology Fluidic devices for biospecimen preservation

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10001116C2 (de) * 2000-01-13 2002-11-28 Meinhard Knoll Vorrichtung und Verfahren zur optischen oder elektrochemischen quantitativen Bestimmung chemischer oder biochemischer Substanzen in flüssigen Proben
DE102005052752A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-10 Clondiag Chip Technologies Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von molekularen Wechselwirkungen
DE102005054924B4 (de) * 2005-11-17 2012-06-14 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Extrahieren einer Abstrichprobe
AU2007265628B2 (en) * 2006-06-23 2012-12-06 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Methods and devices for microfluidic point-of-care immunoassays
CA2691451C (en) * 2007-06-21 2015-03-24 Sara H. Fan Instrument and receptacles for performing processes
EP2070594A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mikrofluidische Vorrichtung und Herstellungsverfahren dafür und Sensor damit
EP3636341B1 (de) * 2008-03-14 2021-12-08 Abbott Rapid Diagnostics Jena GmbH Testverfahren und vorrichtungen
EP2490005A1 (de) * 2011-02-18 2012-08-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mikrofluidisches Widerstandsnetzwerk und mikrofluidische Vorrichtung
EP3017308A4 (de) * 2013-07-05 2017-04-26 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Verfahren, zusammensetzungen und systeme für mikrofluidische assays
CN105828944B (zh) * 2013-11-22 2018-02-02 瑞尼克斯有限公司 无通道泵及其方法及应用
DE102016122056B4 (de) * 2016-11-16 2021-02-18 Microfluidic Chipshop Gmbh Mikrofluidisches System zur Aufnahme, Abgabe und Bewegung von Fluiden

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648458C1 (de) 1996-11-22 1998-07-09 Evotec Biosystems Gmbh Mikromechanische Ejektionspumpe zum Heraustrennen kleinster Fluidvolumina aus einem strömenden Probenfluid
US20040063217A1 (en) 2002-09-27 2004-04-01 Webster James Russell Miniaturized fluid delivery and analysis system
EP1646876B1 (de) 2003-07-09 2011-06-22 Medion Diagnostics AG Vorrichtung und verfahren zur simultanen bestimmung von blutgruppenantigenen
US20080050830A1 (en) 2006-05-10 2008-02-28 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Detecting multiple types of leukocytes
US20100112723A1 (en) 2008-10-03 2010-05-06 Micronics, Inc. Microfluidic apparatus and methods for performing blood typing and crossmatching
DE102010064391A1 (de) 2010-10-29 2012-05-03 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Verfahren zur Bestimmung eines Analytgehalts einer Flüssigkeitsprobe mittels eines Bioanalysators
US20130280725A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 California Institute Of Technology Fluidic devices for biospecimen preservation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ling Xie et al.;"Design of a fully-enclosed disposable bio-micro fluidic cartridge with self-contained reagents for infectious diseases diagnostic applications"; 11th. Electronics Packaging Technology Conference, 2009, EPTC'09, IEEE, S. 180 – 184

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