DE102019215112A1 - Device for shielding a light path and chip laboratory analyzer - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (105) zum Abschirmen eines Lichtwegs (107) zwischen einer Optikeinheit (110) eines Chiplabor-Analysegeräts (100) und einer Chiplabor-Kartusche (115) für ein Chiplabor-Analysegerät (100). Die Vorrichtung (105) umfasst einen Hohlkörper (130) und eine Magneteinrichtung (135) zum Bereitstellen eines Magnetfelds (137). Der Hohlkörper (130) weist eine Optiköffnung (140) zum Verbinden des Hohlkörpers (130) mit der Optikeinheit (110) und eine Kartuschenöffnung (145) zum Verbinden des Hohlkörpers (130) mit der Chiplabor-Kartusche (115) auf. Zudem ist der Hohlkörper (130) dazu ausgeformt, den Lichtweg (107) zwischen der Optiköffnung (140) und der Kartuschenöffnung (145) auszuformen und gegen Umgebungslicht abzuschirmen. Die Magneteinrichtung (135) ist an dem Hohlkörper (130) angeordnet.The invention relates to a device (105) for shielding a light path (107) between an optical unit (110) of a chip laboratory analysis device (100) and a chip laboratory cartridge (115) for a chip laboratory analysis device (100). The device (105) comprises a hollow body (130) and a magnetic device (135) for providing a magnetic field (137). The hollow body (130) has an optics opening (140) for connecting the hollow body (130) to the optics unit (110) and a cartridge opening (145) for connecting the hollow body (130) to the chip laboratory cartridge (115). In addition, the hollow body (130) is designed to shape the light path (107) between the optics opening (140) and the cartridge opening (145) and to shield it from ambient light. The magnetic device (135) is arranged on the hollow body (130).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The invention is based on a device according to the preamble of the independent claims.

In-vitro Diagnostik (IVD) ist ein Feld von Medizinprodukten, welche aus humanen Proben spezifische Größen, wie z.B. die Konzentration eines Moleküls, das Vorhandensein einer bestimmten DNA Sequenz oder die Zusammensetzung von Blut, messen und eine Diagnose und Behandlungsentscheid zulassen. Dies geschieht oft in einer Verkettung von mehreren Laborschritten, wobei die Probe so aufbereitet wird, dass die Zielgröße störungsfrei messbar ist. Dabei werden verschiedene Labormethoden angewandt. Für jede Methode existiert dabei ein Gerät. Eine Umsetzung einer solchen Diagnostik greift daher auf ein Arsenal an Laborgeräten zu, welche teuer sind und auch viel Platz benötigen.In-vitro diagnostics (IVD) is a field of medical devices that measure specific quantities from human samples, such as the concentration of a molecule, the presence of a certain DNA sequence or the composition of blood, and allow a diagnosis and treatment decision. This often takes place in a chain of several laboratory steps, whereby the sample is prepared in such a way that the target variable can be measured without interference. Various laboratory methods are used for this. There is a device for each method. Implementation of such diagnostics therefore uses an arsenal of laboratory devices, which are expensive and also require a lot of space.

Mikrofluidische Systeme, oft als Lab-on-Chip oder nur Chip bezeichnet, eignen sich besonders, um verschiedene biochemische Diagnosemethoden fluidisch zu prozessieren und analysieren.Microfluidic systems, often referred to as lab-on-chip or just chip, are particularly suitable for fluidly processing and analyzing various biochemical diagnostic methods.

Chiplabor-Analysegeräte, die auch als Lab-on-chip Geräte bezeichnet werden, sind in der Regel auf eine Messmethode (z.B. PCR (Polymerase chain reaction), Fluoreszenzmessung, pH-Messung) entworfen. Um ein Chiplabor-Analysegerät möglichst universell zu halten und eine allgemeine Testplattform anzubieten, sollten möglichst viele Detektionsmethoden miteinander kombiniert werden. Ein solcher universeller Charakter benötigt allerdings klar definierte Schnittstellen auf kleinstem Bauraum.Chip laboratory analysis devices, which are also known as lab-on-chip devices, are usually designed for a measurement method (e.g. PCR (polymerase chain reaction), fluorescence measurement, pH measurement). In order to keep a chip laboratory analyzer as universal as possible and to offer a general test platform, as many detection methods as possible should be combined with one another. Such a universal character, however, requires clearly defined interfaces in the smallest of spaces.

In point-of-care Geräten ist das Ziel, solche in-vitro Diagnostik Tests in einem Gerät abzubilden und die Anzahl vom Benutzer durchzuführender manueller Schritte auf ein Minimum zu reduzieren. Im Idealfall wird eine Probe, ein sogenanntes Sample, direkt in das Gerät gegeben und der Diagnosetest wird vollautomatisch abgearbeitet.In point-of-care devices, the aim is to map such in-vitro diagnostic tests in one device and to reduce the number of manual steps to be carried out by the user to a minimum. Ideally, a sample, a so-called sample, is placed directly in the device and the diagnostic test is processed fully automatically.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz Vorrichtung zum Abschirmen eines Lichtwegs zwischen einer Optikeinheit eines Chiplabor-Analysegeräts und einer Chiplabor-Kartusche und ein Chiplabor-Analysegerät gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, the approach presented here is used to present a device for shielding a light path between an optical unit of a chip laboratory analysis device and a chip laboratory cartridge and a chip laboratory analysis device according to the main claims. The measures listed in the dependent claims enable advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim.

Mit diesem Ansatz wird ein Verbindungsbauteil zum Verbinden einer Optikeinheit eines Chiplabor-Analysegeräts mit einer auswechselbaren Chiplabor-Kartusche vorgestellt. Das Verbindungsbauteil ist ausgeformt um Licht zwischen der Optikeinheit und der Chiplabor-Kartusche zu leiten, und dichtet dazu einen Bereich zwischen der Optikeinheit und der Chiplabor-Kartusche gegenüber von anderen Lichteinflüssen wie Umgebungs- oder Streulicht optisch ab. Der auf diese Weise ausgeformte Lichtweg wird zudem vor Störpartikeln wie beispielsweise herumwirbelnden Staubkörnchen geschützt. Dies verringert bei optischen Messungen eine Interferenz, wodurch vorteilhafterweise die Messgenauigkeit zunimmt. Vorteilhafterweise kann das Verbindungsbauteil zusätzlich zur Bereitstellung eines Magnetfelds genutzt werden.With this approach, a connecting component for connecting an optical unit of a chip laboratory analysis device with an exchangeable chip laboratory cartridge is presented. The connecting component is shaped to guide light between the optics unit and the chip laboratory cartridge, and for this purpose optically seals off an area between the optics unit and the chip laboratory cartridge from other light influences such as ambient or scattered light. The light path formed in this way is also protected from interfering particles such as grains of dust swirling around. This reduces interference in optical measurements, which advantageously increases the measurement accuracy. The connecting component can advantageously also be used to provide a magnetic field.

Es wird eine Vorrichtung zum Abschirmen eines Lichtwegs zwischen einer Optikeinheit eines Chiplabor-Analysegeräts und einer Chiplabor-Kartusche vorgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Hohlkörper und eine an dem Hohlkörper angeordnete Magneteinrichtung zum Bereitstellen eines Magnetfelds. Der Hohlkörper weist eine Optiköffnung zum Verbinden des Hohlkörpers mit der Optikeinheit auf. Zudem weist der Hohlkörper eine Kartuschenöffnung zum Verbinden des Hohlkörpers mit der Chiplabor-Kartusche auf. Der Hohlkörper ist dazu ausgeformt, um den Lichtweg zwischen der Optiköffnung und der Kartuschenöffnung auszuformen und gegen Umgebungslicht abzuschirmen.A device for shielding a light path between an optical unit of a chip laboratory analysis device and a chip laboratory cartridge is presented. The device comprises a hollow body and a magnetic device arranged on the hollow body for providing a magnetic field. The hollow body has an optics opening for connecting the hollow body to the optics unit. In addition, the hollow body has a cartridge opening for connecting the hollow body to the chip laboratory cartridge. The hollow body is shaped to shape the light path between the optics opening and the cartridge opening and to shield it from ambient light.

Bei dem Chiplabor-Analysegerät kann es sich um ein Gerät zum Erfassen oder Auswerten eines diagnostischen Verfahrens handeln, dass mittels eines Chiplabors, eines mikrofluidischen Systems, durchgeführt wird. Die Chiplabor-Kartusche kann als Einweg-Kartusche ausgeführt sein und einen mikrofluidischen Chip umfassen. Die Optikeinheit kann eine Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode sein, oder eine opto-mechanische Baugruppe, die neben der Lichtquelle beispielsweise eine Linse, ein Objektiv und einen Detektor umfassen kann. Die Optikeinheit kann auch zur optischen Diagnostik verwendet werden, beispielsweise um eine Vervielfältigung von DNA mittels einer Fluoreszenzmessung nach jedem Polymerase-Kettenreaktions-Zyklus zu beobachten. Bei dem Hohlkörper kann es sich um einen beispielsweise aus einem dunklen Kunststoff oder einem beschichteten Metall hergestellten zylindrischen starren Grundkörper handeln. Die Optiköffnung kann beispielsweise zum form-, kraft- oder stoffschlüssigen Verbinden mit einem Element der Optikeinheit ausgeformt sein. Die Kartuschenöffnung kann beispielsweise der Optiköffnung gegenüberliegend ausgeführt sein und einen inneren Durchmesser aufweisen, der einem Durchmesser eines Totalsichtfelds der Optikeinheit entsprechen kann. Eine Längsachse des Hohlkörpers kann, beispielsweise jeweils mittig, durch die Optiköffnung und die Kartuschenöffnung verlaufen. Der mittels des Hohlkörpers ausgeformte Lichtweg zwischen der Optikeinheit und der Chiplabor-Kartusche kann beispielsweise verwendet werden, um von einer Lichtquelle der Optikeinheit ausgestrahltes Licht in Richtung der Chiplabor-Kartusche zu leiten, oder von der Chiplabor-Kartusche reflektiertes oder ausgestrahltes Licht in Richtung der Optikeinheit zu leiten. Das Abschirmen des Lichtwegs gegenüber Umgebungslicht ist vorteilhaft für eine Messgenauigkeit einer mittels der Optikeinheit durchgeführten optischen Messung. Zudem kann der Hohlkörper den Lichtweg beispielsweise von Komponenten der Chiplabor-Kartusche oder des Chiplabor-Analysegeräts mit hoher Autofluoreszenz optisch separieren. Die Magneteinrichtung kann in ein Material des Hohlkörpers eingebettet sein oder einen Randabschnitt des Hohlkörpers ausformen. Das Magnetfeld der Magneteinrichtung kann in die Kartuschenöffnung hineinreichen und zusätzlich oder alternativ in die Chiplabor-Kartusche hineinreichen, wenn die Vorrichtung auf die Chiplabor-Kartusche aufgesetzt ist.The chip laboratory analysis device can be a device for recording or evaluating a diagnostic method that is carried out by means of a chip laboratory, a microfluidic system. The chip laboratory cartridge can be designed as a disposable cartridge and comprise a microfluidic chip. The optics unit can be a light source, for example a light-emitting diode, or an opto-mechanical assembly which, in addition to the light source, can for example include a lens, an objective and a detector. The optical unit can also be used for optical diagnostics, for example to observe a replication of DNA by means of a fluorescence measurement after each polymerase chain reaction cycle. The hollow body can be a cylindrical, rigid base body made, for example, of a dark plastic or a coated metal. The optics opening can be formed, for example, for form-fitting, force-fitting or material-locking connection to an element of the optics unit. The cartridge opening can, for example, be designed opposite the optics opening and have an inner diameter which can correspond to a diameter of a total field of view of the optics unit. A longitudinal axis of the hollow body can, for example, in each case in the middle, through the optics opening and the cartridge opening. The light path formed by means of the hollow body between the optics unit and the chip laboratory cartridge can be used, for example, to guide light emitted by a light source of the optics unit in the direction of the chip laboratory cartridge, or light reflected or emitted by the chip laboratory cartridge in the direction of the optics unit to direct. The shielding of the light path from ambient light is advantageous for a measurement accuracy of an optical measurement carried out by means of the optical unit. In addition, the hollow body can optically separate the light path, for example, from components of the chip laboratory cartridge or the chip laboratory analyzer with a high level of autofluorescence. The magnetic device can be embedded in a material of the hollow body or form an edge section of the hollow body. The magnetic field of the magnetic device can reach into the cartridge opening and additionally or alternatively reach into the chip laboratory cartridge when the device is placed on the chip laboratory cartridge.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Hohlkörper als Hohlkegelstumpf ausgeformt sein. Die Kartuschenöffnung kann in diesem Fall einen größeren Durchmesser aufweisen als die Optiköffnung, dazu kann die Kartuschenöffnung beispielsweise an einer Grundfläche und die Optiköffnung an einer Deckfläche des Hohlkegelstumpfs realisiert sein. Alternativ kann der Hohlkörper auch als Hohlzylinder, als hohler Pyramidenstumpf oder als Hohlquader ausgeformt sein. Die Ausformung des Hohlkörpers als Hohlkegelstumpf ist vorteilhaft, um bei kompakter Bauweise einen großen Bereich der Chiplabor-Kartusche optisch abzuschirmen.According to one embodiment, the hollow body can be shaped as a hollow truncated cone. The cartridge opening can in this case have a larger diameter than the optics opening; for this purpose, the cartridge opening can be implemented, for example, on a base surface and the optics opening on a top surface of the hollow truncated cone. Alternatively, the hollow body can also be shaped as a hollow cylinder, as a hollow truncated pyramid or as a hollow cuboid. The shaping of the hollow body as a hollow truncated cone is advantageous in order to optically shield a large area of the chip laboratory cartridge with a compact design.

Die Magneteinrichtung kann an einem der Kartuschenöffnung zugewandten Ende des Hohlkörpers angeordnet sein. Dieses Ende des Hohlkörpers kann eine Grundfläche des Hohlkörpers sein oder umfassen. Durch dies Anordnung der Magneteinrichtung kann das Magnetfeld in die Chiplabor-Kartusche hineinreichen.The magnetic device can be arranged at an end of the hollow body facing the cartridge opening. This end of the hollow body can be or comprise a base area of the hollow body. This arrangement of the magnetic device allows the magnetic field to reach into the chip laboratory cartridge.

Dabei kann zumindest ein Abschnitt einer Grundfläche des Hohlkörpers durch die Magneteinrichtung ausgeformt werden. Die Grundfläche kann eine ringförmige Fläche sein, die auf die Chiplabor-Kartusche aufgesetzt werden kann. Dadurch kann ein Abstand zwischen der Magneteinrichtung und der Chiplabor-Kartusche möglichst gering gehalten werden. Die Grundfläche wird auch als Schnittfläche bezeichnet.In this case, at least a section of a base area of the hollow body can be shaped by the magnetic device. The base can be an annular surface that can be placed on the chip laboratory cartridge. As a result, a distance between the magnetic device and the chip laboratory cartridge can be kept as small as possible. The base is also known as the cut surface.

Die Magneteinrichtung kann als ein Permanentmagnet ausgeführt sein. Auf diese Weise ist keine elektrische Kontaktierung erforderlich.The magnetic device can be designed as a permanent magnet. In this way, no electrical contact is required.

Alternativ kann die Magneteinrichtung als eine elektrische Spule ausgeführt sein. Dies ermöglicht eine Steuerung der Bereitstellung des Magnetfelds, also ein gesteuertes Einschalten und Abschalten des Magnetfelds. Die Spule kann auf eine geeignete Weise ausgerichtet sein. Beispielsweise kann eine Windung der elektrischen Spule eine Mittelachse aufweisen, die quer zu einer Längsachse des Hohlkörpers ausgerichtet ist. Alternativ kann die Mittelachse parallel oder schräg zu der Längsachse ausgerichtet sein.Alternatively, the magnet device can be designed as an electrical coil. This enables the provision of the magnetic field to be controlled, that is to say a controlled switching on and off of the magnetic field. The coil can be oriented in any suitable manner. For example, one turn of the electrical coil can have a central axis which is oriented transversely to a longitudinal axis of the hollow body. Alternatively, the central axis can be aligned parallel or obliquely to the longitudinal axis.

Die Magneteinrichtung kann ringförmig um eine Längsachse des Hohlkörpers angeordnet sein. Dabei kann die Magneteinrichtung einen nahezu geschlossenen Ring oder nur einen Teilabschnitt eines Rings ausformen. Auf diese Weise kann eine Form der Magneteinrichtung an eine Form des Hohlkörpers angepasst sein. Somit kann die Magneteinrichtung einen Kreisbogen um die Längsachse des Hohlkörpers ausformen.The magnet device can be arranged in a ring around a longitudinal axis of the hollow body. In this case, the magnet device can form a virtually closed ring or only a section of a ring. In this way, a shape of the magnet device can be adapted to a shape of the hollow body. The magnetic device can thus form an arc of a circle around the longitudinal axis of the hollow body.

Die Vorrichtung kann eine Mehrzahl von Magneteinrichtungen aufweisen. Dabei können Magneteinrichtungen gleicher oder unterschiedlicher Art und Form eingesetzt werden. Die Mehrzahl von Magneteinrichtungen können beabstandet zueinander umlaufend um eine Längsachse des Hohlkörpers angeordnet sein. Somit können die Magneteinrichtungen ringförmig um den von dem Hohlkörper umschlossenen Raum angeordnet sein. Die Magneteinrichtungen können bezogen auf die Längsachse des Hohlkörpers auf einer Höhe angeordnet sein. Beispielshaft können die Magneteinrichtungen in einem Abschnitt des Hohlkörpers angeordnet sein, der die Kartuschenöffnung ausformt.The device can have a plurality of magnetic devices. Magnetic devices of the same or different types and shapes can be used. The plurality of magnet devices can be arranged circumferentially around a longitudinal axis of the hollow body at a distance from one another. Thus, the magnet devices can be arranged in a ring around the space enclosed by the hollow body. The magnetic devices can be arranged at the same level in relation to the longitudinal axis of the hollow body. For example, the magnetic devices can be arranged in a section of the hollow body which forms the cartridge opening.

Die Vorrichtung kann einen Schaltungsträger umfassen. Auf dem Schaltungsträger kann eine Schaltung, beispielsweise zum Betreiben einer als Spule ausgeformten Magneteinrichtung, angeordnet sein. Der Schaltungsträger kann an einer Seitenwand des Hohlkörpers angeordnet und elektrisch leitfähig mit der Mageneinrichtung verbunden sein. Dies ist vorteilhaft in Bezug auf eine kompakte Bauweise. Bei dem Schaltungsträger kann es sich beispielsweise um eine Platine handeln. Die Vorrichtung kann auch eine Mehrzahl an Schaltungsträgern aufweisen, die beispielsweise um den Hohlkörper umlaufend an einer Außenseite der Seitenwand angeordnet sein können. An dem Hohlkörper kann zumindest ein Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren der Vorrichtung, beispielsweise über die der Chiplabor-Kartusche, angeordnet sein.The device can comprise a circuit carrier. A circuit, for example for operating a magnetic device in the form of a coil, can be arranged on the circuit carrier. The circuit carrier can be arranged on a side wall of the hollow body and connected to the stomach device in an electrically conductive manner. This is advantageous in terms of a compact design. The circuit carrier can be a circuit board, for example. The device can also have a plurality of circuit carriers which, for example, can be arranged circumferentially around the hollow body on an outer side of the side wall. At least one contact element for making electrical contact with the device, for example via that of the chip laboratory cartridge, can be arranged on the hollow body.

Mit diesem Ansatz wird zudem ein Chiplabor-Analysegerät vorgestellt. Das Chiplabor-Analysegerät umfasst eine Optikeinheit mit einer Lichtquelle, einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen einer Chiplabor-Kartusche und eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung zum Abschirmen. Im montierten Zustand der Vorrichtung ist Optiköffnung der Optikeinheit und die Kartuschenöffnung dem Aufnahmebereich zugewandt. Die Vorrichtung kann als mechanische und elektrische Schnittstelle zwischen der Optikeinheit und einer in dem Aufnahmebereich aufgenommenen Chiplabor-Kartusche verwendet werden.A chip laboratory analysis device will also be presented with this approach. The chip laboratory analysis device comprises an optical unit with a light source, a receiving area for receiving a chip laboratory cartridge and an embodiment of the above-mentioned device for Shield. In the assembled state of the device, the optics opening of the optics unit and the cartridge opening face the receiving area. The device can be used as a mechanical and electrical interface between the optical unit and a chip laboratory cartridge accommodated in the receiving area.

Das Chiplabor-Analysegerät kann gemäß einer Ausführungsform zudem eine Anpresseinheit aufweisen. Die Anpresseinheit kann ausgebildet sein, die Chiplabor-Kartusche an die Vorrichtung anzupressen, um die Kartuschenöffnung und das Kontaktelement mit der Chiplabor-Kartusche zu verbinden. Die Anpresseinheit kann als mechanisch oder elektrisch bewegbare Einheit ausgeführt sein. Die Anpresseinheit ermöglicht vorteilhafterweise ein exaktes Anpressen und dadurch optisches Abdichten und Verbinden der Vorrichtung mit der Chiplabor-Kartusche.According to one embodiment, the chip laboratory analysis device can also have a pressing unit. The pressing unit can be designed to press the chip laboratory cartridge onto the device in order to connect the cartridge opening and the contact element to the chip laboratory cartridge. The pressing unit can be designed as a mechanically or electrically movable unit. The pressing unit advantageously enables precise pressing and thus optical sealing and connection of the device with the chip laboratory cartridge.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Chiplabor-Analysegeräts mit einer Vorrichtung zum Abschirmen eines Lichtwegs zwischen einer Optikeinheit des Chiplabor-Analysegeräts und einer Chiplabor-Kartusche gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 eine Darstellung einer Vorrichtung zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine Unteransicht einer Vorrichtung zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 4 eine Unteransicht einer Vorrichtung zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 5 eine Unteransicht einer Vorrichtung zum Abschirmen mit einem Permanentmagneten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 6 eine Unteransicht einer Vorrichtung zum Abschirmen mit einer Mehrzahl von Permanentmagneten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 7 eine Unteransicht einer Vorrichtung zum Abschirmen mit einer elektrischen Spule gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 8 eine Unteransicht einer Vorrichtung zum Abschirmen mit einer Mehrzahl von elektrischen Spulen gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 9 eine Darstellung einer Vorrichtung zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the description below. It shows:
  • 1 a schematic representation of a chip laboratory analysis device with a device for shielding a light path between an optical unit of the chip laboratory analysis device and a chip laboratory cartridge according to an embodiment;
  • 2 a representation of a device for shielding according to an embodiment;
  • 3 a bottom view of a device for shielding according to an embodiment;
  • 4th a bottom view of a device for shielding according to an embodiment;
  • 5 a bottom view of a device for shielding with a permanent magnet according to an embodiment;
  • 6th a bottom view of a device for shielding with a plurality of permanent magnets according to an embodiment;
  • 7th a bottom view of a device for shielding with an electrical coil according to an embodiment;
  • 8th a bottom view of a device for shielding with a plurality of electrical coils according to an embodiment; and
  • 9 a representation of a device for shielding according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of advantageous exemplary embodiments of the present invention, identical or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, a repeated description of these elements being dispensed with.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Chiplabor-Analysegeräts 100 mit einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen eines Lichtwegs 107 zwischen einer Optikeinheit 110 des Chiplabor-Analysegeräts 100 und einer Chiplabor-Kartusche 115 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 105 wird auch als Abschirmvorrichtung bezeichnet. Das Chiplabor-Analysegerät 100 umfasst die Optikeinheit 110 mit einer Lichtquelle 120. Das Chiplabor-Analysegerät 100 weist einen Aufnahmebereich 125 auf, von dem die Chiplabor-Kartusche 115 aufgenommen ist. Beispielsweise kann die Chiplabor-Kartusche 115 unter Verwendung eines Führungsrahmens in den Aufnahmebereich 125 eingesetzt oder eingezogen werden. In dem in 1 gezeigten Zustand kann ein sich in der Chiplabor-Kartusche 115 befindliches Fluid unter Verwendung des Chiplabor-Analysegeräts 100 und bekannter Analyseverfahren analysiert werden. 1 shows a schematic representation of a chip laboratory analyzer 100 with a device 105 for shielding a light path 107 between an optical unit 110 of the chip laboratory analyzer 100 and a chip laboratory cartridge 115 according to an embodiment. The device 105 is also referred to as a shielding device. The chip laboratory analyzer 100 includes the optical unit 110 with a light source 120 . The chip laboratory analyzer 100 has a recording area 125 on from which the chip laboratory cartridge 115 is recorded. For example, the chip laboratory cartridge 115 using a guide frame in the receiving area 125 used or withdrawn. In the in 1 The state shown can be in the chip laboratory cartridge 115 fluid in place using the chip laboratory analyzer 100 and known analysis methods can be analyzed.

Die Vorrichtung 105 umfasst einen Hohlkörper 130 und zumindest eine Magneteinrichtung 135 zum Bereitstellen eines Magnetfelds 137. Der Hohlkörper 130 ist hier beispielhaft als hohler Pyramidenstumpf ausgeführt. Der Hohlkörper 130 kann beispielsweise auch als Kegel oder Zylinder ausgeformt sein. Der Hohlkörper 130 weist eine Optiköffnung 140 zum Verbinden des Hohlkörpers 130 mit der Optikeinheit 110 auf. Die Optiköffnung 140 ist im hier gezeigten montierten Zustand der Vorrichtung 105 der Optikeinheit 110 zugewandt und mit der Optikeinheit 110 verbunden. Der Hohlkörper 130 weist neben der Optiköffnung 140 eine Kartuschenöffnung 145 zum Verbinden des Hohlkörpers 130 mit der Chiplabor-Kartusche 115 auf. Hier ist die Kartuschenöffnung 145 der Chiplabor-Kartusche 115 zugewandt und mit der Chiplabor-Kartusche 115 verbunden. Der Hohlkörper 130 ist dazu ausgeformt, den Lichtweg 107 zwischen der Optiköffnung 140 und der Kartuschenöffnung 145 auszuformen und gegen Umgebungslicht abzuschirmen. Der Lichtweg 107 kann dabei den gesamten von dem Hohlkörper 130 umschlossenen Raum zwischen der Optiköffnung 140 und der Kartuschenöffnung 145 nutzen. Die Magneteinrichtung 135 zum Bereitstellen des auf die Chiplabor-Kartusche 115 einwirkenden Magnetfelds 137 ist benachbart zu der Kartuschenöffnung 145 an dem Hohlkörper 130 angeordnet.The device 105 comprises a hollow body 130 and at least one magnetic device 135 for providing a magnetic field 137 . The hollow body 130 is exemplified here as a hollow truncated pyramid. The hollow body 130 can for example also be shaped as a cone or cylinder. The hollow body 130 has an optics opening 140 for connecting the hollow body 130 with the optics unit 110 on. The optics opening 140 is in the assembled state of the device shown here 105 the optics unit 110 facing and with the optical unit 110 connected. The hollow body 130 points next to the optics opening 140 a cartridge opening 145 for connecting the hollow body 130 with the chip laboratory cartridge 115 on. Here is the cartridge opening 145 the chip laboratory cartridge 115 facing and with the chip laboratory cartridge 115 connected. The hollow body 130 is shaped for this, the light path 107 between the optics opening 140 and the cartridge opening 145 to be shaped and shielded from ambient light. The light path 107 can thereby the entire of the hollow body 130 enclosed space between the optics opening 140 and the cartridge opening 145 use. The magnetic device 135 to provide the on the chip laboratory cartridge 115 acting magnetic field 137 is adjacent to the cartridge opening 145 on the hollow body 130 arranged.

Lediglich beispielhaft weist die Optiköffnung 140 einen Durchmesser von weniger als 10 mm und die Kartuschenöffnung 145 einen Durchmesser von weniger als 30 mm auf. Eine Höhe des Hohlkörpers 130 beträgt beispielsweise weniger als 50 mm.The optics opening is only an example 140 a diameter of less than 10 mm and the cartridge opening 145 a diameter of less than 30 mm. A height of the hollow body 130 is, for example, less than 50 mm.

Der Hohlkörper 130 ist gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen aus einem dunklem Kunststoff oder Metall gefertigt. Bei Metallen eignet sich insbesondere Aluminium. Dieses wird beispielsweise mit einer schwarzen Eloxatschicht versehen. Die Eloxatschicht hat den zusätzlichen Effekt, dass die Leitfähigkeit des Aluminiums vermindert wird. Beispielsweise wird der Hohlkörper 130 durch Spritzguss oder Fräsen hergestellt.The hollow body 130 is made of a dark plastic or metal according to different embodiments. In the case of metals, aluminum is particularly suitable. This is provided with a black anodized layer, for example. The anodized layer has the additional effect of reducing the conductivity of the aluminum. For example, the hollow body 130 manufactured by injection molding or milling.

Die Chiplabor-Kartusche 115 weist hier beispielhaft zwei mikrofluidische Kammern 152 auf. Beispielhaft sind die Kammer 152 über einen Verbindungskanal miteinander verbunden und weisen jeweils einen Anschlusskanal auf. Im Betrieb des Chiplabor-Analysegeräts 100 ist beispielsweise in einer der Kammern 152 eine zu analysierende Probe angeordnet.The chip laboratory cartridge 115 has two microfluidic chambers as an example 152 on. The chamber is exemplary 152 connected to one another via a connection channel and each have a connection channel. In operation of the chip laboratory analyzer 100 is for example in one of the chambers 152 a sample to be analyzed is arranged.

Zudem ist beispielhaft ein Bereich 155 der Chiplabor-Kartusche 115 gezeigt, auch „Bereich von Interesse“ oder „region of interest (ROI)“ genannt, der mittels der Optikeinheit 110 mit einem Bildsensor erfassbar ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegen die Kammern 152 innerhalb des Bereichs 155. Der Bereich 155 wird mittels der Abschirmeinrichtung 105 abgeschirmt. Ein Innendurchmesser des Hohlkörpers 130 im Bereich der Kartuschenöffnung 145 entspricht dabei einem Durchmesser des Bereichs 155, der einem Totalsichtfeld der Optikeinheit 110 entspricht.There is also an example area 155 the chip laboratory cartridge 115 shown, also called "area of interest" or "region of interest (ROI)", which is made by means of the optical unit 110 can be detected with an image sensor. According to this embodiment, the chambers are located 152 within the range 155 . The area 155 is by means of the shielding device 105 shielded. An inside diameter of the hollow body 130 in the area of the cartridge opening 145 corresponds to a diameter of the area 155 , which has a total field of view of the optical unit 110 corresponds to.

Die Optikeinheit 110 umfasst neben der Lichtquelle 120 optional eine oder mehrere Linsen, optional Objektive sowie optional einen Detektor. Die Chiplabor-Kartusche 115 ist hier beispielshaft als mikrofluidischer Chip in Form einer Einweg-Lab-on-Chip- Einheit ausgeführt. Die Vorrichtung 105 kann auch als Lichtleitungszylinder (engl. lightguide cone) bezeichnet werden, der den Lichtweg 107 zwischen einer festen optischen Einheit, der Optikeinheit 110 und einer Einweg-Lab-on-Chip Einheit, der Chiplabor-Kartusche 115 optisch separiert und gleichzeitig eine Schnittstelle zur Erzeugung des Magnetfeldes 137 in einem Bereich der Chiplabor-Kartusche 115 ermöglicht. Die Bauweise der Vorrichtung 105 ist dabei auf einen kleinen Bauraum reduziert. Somit kann die Vorrichtung 105 auch als integraler Lightguide-Kegel zur Abschirmung optischer Wege und zur Magnetfeldinduktion von magento-optofluidischen Lab-on-Chip-Einheiten bezeichnet werden.The optical unit 110 includes next to the light source 120 optionally one or more lenses, optionally objectives and optionally a detector. The chip laboratory cartridge 115 is designed here as a microfluidic chip in the form of a disposable lab-on-chip unit, for example. The device 105 can also be referred to as a light guide cone, which defines the light path 107 between a fixed optical unit, the optical unit 110 and a disposable lab-on-chip unit, the chip laboratory cartridge 115 optically separated and at the same time an interface for generating the magnetic field 137 in one area of the chip laboratory cartridge 115 enables. The construction of the device 105 is reduced to a small installation space. Thus, the device 105 can also be referred to as an integral light guide cone for shielding optical paths and for the induction of magnetic fields in magento-optofluidic lab-on-chip units.

Die Vorrichtung 105 stellt ein Zylinderbauteil dar, welches die eine optische Einheit darstellende Optikeinheit 110 und die Chiplabor-Kartusche 115 optisch, hier lichtdicht, abdichtet. Eine der Chiplabor-Kartusche 115 zugewandte Grundfläche des Hohlkörpers 130 bildet eine Abdichtungsfläche zwischen der Chiplabor-Kartusche 115 und dem hier als Kegelbauteil ausgeformten Hohlkörper 130. Die Abdichtungsfläche wird zusätzlich ausgenutzt, um die Magneteinrichtung 135 oder mehrere Magneteinrichtungen 135 im selben Bauteil zu integrieren und somit magnetische Anwendungen ermöglichen. Die zumindest eine Magneteinrichtung 135 ist beispielsweise als ein permanenter Magnet oder ein elektrisch aktivierbarer Magnet ausgeformt.The device 105 FIG. 10 shows a cylinder component which constitutes the optical unit constituting an optical unit 110 and the chip laboratory cartridge 115 optically, here light-tight, seals. One of the chip laboratory cartridge 115 facing base of the hollow body 130 forms a sealing surface between the chip laboratory cartridge 115 and the hollow body shaped here as a conical component 130 . The sealing surface is also used to accommodate the magnetic device 135 or several magnet devices 135 to be integrated in the same component and thus enable magnetic applications. The at least one magnetic device 135 is shaped, for example, as a permanent magnet or an electrically activatable magnet.

Mittels der Vorrichtung 105 ist es vorteilhafterweise möglich, beispielsweise bei optischen Messungen den durch den Hohlkörper 130 ausgeformten Lichtweg 107 und den Bereich 155 vollständig vom Rest des Systems abzuschirmen. Dadurch wird Streulicht und Umgebungslicht bei der Auswertung nicht mitgemessen. Dies ist auch vorteilhaft, wenn Komponenten der Chiplabor-Kartusche 115 oder des Chiplabor-Analysegeräts 100 aus Materialien mit einer hohen Autofluoreszenz ausgeformt sind. Durch die Vorrichtung 105 ist hier eine optische Separation möglich. Auch Staub, der sich durch den Nutzzeitraum in dem Chiplabor-Analysegerät 100 ansammeln kann und durch eine Kühlung im Chiplabor-Analysegerät 100 herumgewirbelt werden kann, wird durch die Vorrichtung 105 abgeschirmt. Diese Staubteilchen, die bei optischen Messungen, insbesondere bei örtlich aufgelösten Messungen, eine Interferenz darstellen, werden dadurch auf ein Minimum reduziert.By means of the device 105 it is advantageously possible, for example in the case of optical measurements, through the hollow body 130 shaped light path 107 and the area 155 shield completely from the rest of the system. As a result, scattered light and ambient light are not measured in the evaluation. This is also advantageous when components of the chip laboratory cartridge 115 or the chip laboratory analyzer 100 are formed from materials with a high level of autofluorescence. Through the device 105 an optical separation is possible here. Also dust that is in the chip laboratory analyzer during the period of use 100 can accumulate and through cooling in the chip laboratory analyzer 100 can be whirled around is by the device 105 shielded. These dust particles, which represent interference in optical measurements, especially in spatially resolved measurements, are thereby reduced to a minimum.

Die Schnittfläche zwischen dem beispielsweise als Zylinder ausgeformten Hohlkörper 130 und der beispielsweise als Lab-on-Chip Einheit ausgeformten Chiplabor-Kartusche 115 kann zusätzlich für die Integration der Magneteinrichtungen 135, beispielsweise in Form von Magneten, und zum Erzeugen der Magnetfelder 137 auf der Chiplabor-Kartusche 115 genutzt werden. Eine an sich optofluidische Plattform kann dadurch als eine magnetooptofluidische Plattform mit allen Designfreiheiten für optische Anwendungen (Absorptions-, Fluoreszenz- und Chemolumineszenz-Messungen) und elektrische Anwendung (Elektrophorese, Redoxprozesse, pH-Messungen ...) sowie deren Kombinationen genutzt werden. Dies erhöht den Designfreiheitsgrad sowie die Attraktivität einer mikrofluidischen IVD-Plattform um ein Mehrfaches.The cut surface between the hollow body shaped for example as a cylinder 130 and the chip laboratory cartridge shaped, for example, as a lab-on-chip unit 115 can also be used for the integration of the magnetic devices 135 , for example in the form of magnets, and for generating the magnetic fields 137 on the chip laboratory cartridge 115 be used. An optofluidic platform can be used as a magnetooptofluidic platform with all design freedom for optical applications (absorption, fluorescence and chemiluminescence measurements) and electrical applications (electrophoresis, redox processes, pH measurements ...) as well as their combinations. This increases the degree of design freedom and the attractiveness of a microfluidic IVD platform many times over.

Der Einsatz von als Elektromagnete ausgeformten Magneteinrichtungen 135 erlaubt den Einsatz von dynamischen Magnetfeldern 137 und Designfreiheiten im Einsatz der Magnetfelder 137.The use of magnet devices shaped as electromagnets 135 allows the use of dynamic magnetic fields 137 and freedom of design in the use of magnetic fields 137 .

Durch eine im betriebsbereiten Zustand des Chiplabor-Analysegeräts 100 starre Lage des beispielsweise als Kegel ausgeformten Hohlkörper 130 kann eine klar definierte, dennoch universelle Schnittstelle für magnetische Anwendungen definiert werden.By having the chip laboratory analyzer ready for operation 100 rigid position of the hollow body, which is shaped, for example, as a cone 130 a clearly defined, yet universal interface for magnetic applications can be defined.

Der Einsatz der Magnetfelder 137 erlaubt das Arbeiten mit magnetischen Partikeln, sogenannten Beads. Diese können auf der Oberfläche mit Antikörpern beschichtet werden. Dies erlaubt spezifische Aufreinigungen und Anreicherungen auf der Chiplabor-Kartusche 115. Somit kann ein von einem Magnetfeld 137 durchdrungener Bereich auch als magnetisches Fanggebiet (magnetic capture area) bezeichnet werden.The use of magnetic fields 137 allows working with magnetic particles, so-called beads. These can be coated with antibodies on the surface. This allows specific purifications and enrichments on the chip laboratory cartridge 115 . Thus one can get a magnetic field 137 penetrated area can also be referred to as a magnetic capture area.

Beispielhaft wirken die in 1 gezeigten Magnetfelder 137 auf in der Chiplabor-Kartusche 115 ausgeformte Kanale 157. Beispielsweise wird zumindest eines der Magnetfelder 137 genutzt, um durch einen der Kanäle 157 strömende magnetische Partikel anzuziehen und somit zurückzuhalten. Wenn zumindest eine Magneteinrichtung 135 steuerbar ist, können entsprechende magnetische Partikel den Kanal 157 passieren, wenn das entsprechende Magnetfeld 137 nicht erzeugt wird und den Kanal 157 nicht passieren, wenn das entsprechende Magnetfeld 137 erzeugt wird.The in 1 magnetic fields shown 137 on in the chip laboratory cartridge 115 shaped channels 157 . For example, at least one of the magnetic fields 137 used to go through one of the channels 157 attracting flowing magnetic particles and thus holding them back. If at least one magnetic device 135 is controllable, corresponding magnetic particles can the channel 157 happen when the appropriate magnetic field 137 is not generated and the channel 157 does not happen when the appropriate magnetic field 137 is produced.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel stellt 1 die Integration von der beispielsweise als Magnetkegel ausgeführten Vorrichtung 105 zur Chiplabor-Kartusche 115 dar. Die Chiplabor-Kartusche 115 wird dazu direkt an den Hohlkörper 130 gedrückt. Der dabei verwendete Mechanismus und die konstante Position sind durch die Konstruktion des Chiplabor-Analysegerätes 100, in welchem auch der Hohlkörper 130 verbaut ist, vordefiniert. Dabei kann auf bekannte Konstruktionen von Chiplabor-Analysegeräten zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann die Chiplabor-Kartusche 115 unter Verwendung einer oberen und einer unteren Klemmeinheit des Chiplabor-Analysegeräts 100 eingeklemmt werden. In einem solchen eingeklemmten Zustand ist optional eine Kontaktierung von Pneumatikports der Chiplabor-Kartusche 115 möglich. Fluide in der Chiplabor-Kartusche 115 können beispielsweise durch eine pneumatische Aktuierung von flexiblen Membranen mittels Über- und Unterdruck gezielt im fluidischen Netzwerk der Chiplabor-Kartusche 115 bewegt werden.According to one embodiment 1 the integration of the device, for example designed as a magnetic cone 105 to the chip laboratory cartridge 115 The chip laboratory cartridge 115 is attached directly to the hollow body 130 pressed. The mechanism used and the constant position are due to the design of the chip laboratory analyzer 100 , in which also the hollow body 130 is built in, predefined. Known designs of chip laboratory analysis devices can be used here. For example, the chip laboratory cartridge 115 using an upper and a lower clamping unit of the chip laboratory analyzer 100 be pinched. In such a clamped state, contacting of pneumatic ports of the chip laboratory cartridge is optional 115 possible. Fluids in the chip laboratory cartridge 115 can, for example, by pneumatic actuation of flexible membranes by means of positive and negative pressure in a targeted manner in the fluidic network of the chip laboratory cartridge 115 be moved.

Der Bereich 155, welcher von dem Hohlkörper 130 eingeschlossen wird, ist das optische Sichtfeld, welches durch den Hohlkörper 130 vollständig abgedichtet wird. Die beispielsweise als Magnete ausgeführten Magneteinrichtungen 135 sitzen am Rand der Kegelschnittfläche und erzeugen auf der Chiplabor-Kartusche 115 in dieser Region das Magnetfeld 137. Mikrofluidische Kanäle 157 an dieser Schnittstellenposition befinden sich dann in einem magnetischen Feld und können zum Zurückhalten von magnetischen Beads genutzt werden.The area 155 , which of the hollow body 130 is included is the optical field of view, which is through the hollow body 130 is completely sealed. The magnetic devices, for example designed as magnets 135 sit on the edge of the conic surface and generate on the chip laboratory cartridge 115 the magnetic field in this region 137 . Microfluidic channels 157 at this interface position are then in a magnetic field and can be used to hold back magnetic beads.

2 zeigt eine Darstellung einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von 1 beschriebenen Vorrichtung mit dem Hohlkörper 130 und zumindest einer Magneteinrichtung 135 handeln. 2 shows a representation of a device 105 for shielding according to an embodiment. This can be an exemplary embodiment based on FIG 1 described device with the hollow body 130 and at least one magnetic device 135 act.

Die Vorrichtung 105 ist beispielhaft als ein starrer Kegel ausgeführt. Bei dem Hohlkörper 130 handelt es sich geometrisch gesehen um ein Hohlkegelstumpf. Der Hohlkörper 130 weist zur oberen Seite die Optiköffnung 140 in Form einer Öffnung zur Konnektierung zur optischen Einheit und zur unteren Seite eine Kartuschenöffnung in Form einer unteren Öffnung zur Konnektierung zur Chiplabor-Kartusche auf. In dieser Konnektierung sind zusätzlich kleine permanent Magnete oder Spulen zur Erzeugung von elektromagnetischen Feldern in Form der zumindest einen Magneteinrichtung 135 integriert. Eine optionale Verbindung zweier Konnektoren kann sich in der Mantelschale des Hohlkörpers 130 befinden.The device 105 is designed as a rigid cone, for example. With the hollow body 130 From a geometrical point of view, it is a hollow truncated cone. The hollow body 130 shows the optics opening to the upper side 140 in the form of an opening for connection to the optical unit and on the lower side a cartridge opening in the form of a lower opening for connection to the chip laboratory cartridge. In this connection there are also small permanent magnets or coils for generating electromagnetic fields in the form of the at least one magnetic device 135 integrated. An optional connection of two connectors can be in the shell of the hollow body 130 are located.

Alternativ kann die Geometrie des Hohlkörpers 130 auch ein hohler Pyramidenstumpf, Hohlquader oder ein Hohlzylinder mit analogen Durchlässen sein. Der innen Durchmesser des Hohlkörpers 130 entspricht dabei dem Durchmesser des Totalsichtfelds (total ROI) der optischen Einheit. Die Manteldicke des Hohlkörpers 130 der zu verbauenden Magneteinrichtung 135. Die innen Mantelfläche des Hohlkörpers 130 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer schwarzen Beschichtung versehen.Alternatively, the geometry of the hollow body 130 also be a hollow truncated pyramid, hollow cuboid or a hollow cylinder with analogous passages. The inside diameter of the hollow body 130 corresponds to the diameter of the total field of view (total ROI) of the optical unit. The jacket thickness of the hollow body 130 the magnetic device to be installed 135 . The inner lateral surface of the hollow body 130 is provided with a black coating according to one embodiment.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 105 vier Magneteinrichtungen 135 auf. Es sind Ausführungen mit verschiedener Anzahl von Magneteinrichtungen 135, auch als Magneteinheiten bezeichnet, realierbar. According to one embodiment, the device 105 four magnet devices 135 on. There are designs with different numbers of magnet devices 135 , also referred to as magnet units, can be implemented.

3 zeigt eine Unteransicht einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 2 dargestellte Vorrichtung handeln. 3 Figure 11 shows a bottom view of a device 105 for shielding according to an embodiment. This can be the one based on 2 act shown device.

In der Unteransicht sind die Optiköffnung 140 und die Kartuschenöffnung 145 zu erkennen. Die Optiköffnung 140 weist einen kleineren Durchmesser als die Kartuschenöffnung 145 auf. Beispielsweise ist der Durchmesser der Kartuschenöffnung 145 in etwa viermal so groß wie der Durchmesser der Optiköffnung 140.In the bottom view are the optics opening 140 and the cartridge opening 145 to recognize. The optics opening 140 has a smaller diameter than the cartridge opening 145 on. For example, the diameter of the cartridge opening 145 about four times as large as the diameter of the optics opening 140 .

An dem der Kartuschenöffnung 145 zugewandten Ende des Hohlkörpers 130 bildet die Wand des Hohlkörpers 130 eine Grundfläche 358 in der gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei Magneteinrichtungen 135 eingebettet sind. Somit wird die Grundfläche 358 des Hohlkörpers 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel zumindest abschnittsweise durch zumindest eine Magneteinrichtung 135 ausgeformt. Alternativ ist die zumindest eine Magneteinrichtung 135 vollständig von einem Material des Hohlkörpers 130 umschlossen oder beispielsweise an einem freien Ende mit einer Versiegelungsschicht versiegelt.At that of the cartridge opening 145 facing end of the hollow body 130 forms the wall of the hollow body 130 a base 358 in the two magnet devices according to this embodiment 135 are embedded. Thus the base area 358 of the hollow body 130 according to one embodiment, at least in sections by at least one magnetic device 135 shaped. Alternatively, the at least one magnetic device is 135 completely from a material of the hollow body 130 enclosed or for example at one free end is sealed with a sealing layer.

Eine Längsachse 360 des Hohlkörpers 130 verläuft gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittig durch die Optiköffnung 140 und die Kartuschenöffnung 145.A longitudinal axis 360 of the hollow body 130 according to this exemplary embodiment runs centrally through the optics opening 140 and the cartridge opening 145 .

4 zeigt eine Unteransicht einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 105 ist ähnlich zu der anhand von 3 gezeigten Vorrichtung ausgeführt, wobei der Durchmesser der Kartuschenöffnung 145 in etwa fünfmal bis sechsmal so groß wie der Durchmesser der Optiköffnung 140 ist. 4th Figure 11 shows a bottom view of a device 105 for shielding according to an embodiment. The device 105 is similar to that based on 3 device shown executed, wherein the diameter of the cartridge opening 145 about five to six times as large as the diameter of the optics opening 140 is.

5 zeigt eine Unteransicht einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von 1 beschriebenen Vorrichtung mit dem Hohlkörper 130 und einer Magneteinrichtung 135 handeln, die beispielhaft als ein Permanentmagnet ausgeführt ist. 5 Figure 11 shows a bottom view of a device 105 for shielding according to an embodiment. This can be an exemplary embodiment based on FIG 1 described device with the hollow body 130 and a magnet device 135 act, which is exemplified as a permanent magnet.

Die Magneteinrichtung 135 erstreckt sich über nahezu die gesamte Grundfläche des Hohlkörpers und umschließt die Kartuschenöffnung 145 somit nahezu vollständig. Beispielsweise erstreckt sich die Magneteinrichtung 135 um mehr als 90% eines Umfangs der Kartuschenöffnung 145. Die Magneteinrichtung 135 formt somit einen Kreisbogen um die Längsachse 360 aus oder folgt einem solchen Kreisbogen.The magnetic device 135 extends over almost the entire base of the hollow body and encloses the cartridge opening 145 thus almost completely. For example, the magnetic device extends 135 by more than 90% of a circumference of the cartridge opening 145 . The magnetic device 135 thus forms an arc around the longitudinal axis 360 from or follows such a circular arc.

Von der Magneteinrichtung 135 sind ein Südpol und ein an den Südpol angrenzender Nordpol dargestellt.From the magnetic device 135 a south pole and a north pole adjacent to the south pole are shown.

6 zeigt eine Unteransicht einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen mit einer Mehrzahl von Magneteinrichtungen 135 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind über die Grundfläche des Hohlkörpers verteilt eine Mehrzahl, hier beispielhaft acht, Magneteinrichtungen 135 angeordnet. Benachbarte Magneteinrichtungen 135 sind voneinander beabstandet. Die Magneteinrichtungen 135 sind jeweils als Permanentmagnet ausgeführt. 6th Figure 11 shows a bottom view of a device 105 for shielding with a plurality of magnetic devices 135 according to an embodiment. In contrast to the in 5 The embodiment shown is distributed over the base area of the hollow body, a plurality, here by way of example eight, magnetic devices 135 arranged. Adjacent magnetic devices 135 are spaced from each other. The magnetic devices 135 are each designed as a permanent magnet.

Die 5 und 6 zeigen, wie Magneteinrichtungen 135 in Form von Permanentmagneten an der Schnittfläche von Lab-on-Chip zu Hohlkörper angeordnet werden können. Dazu zeigt 5 eine Ausführung, in welcher ein Stabmagnet in gerundeter Form als Magneteinrichtungen 135 integriert ist. Dabei entsteht an der Stelle zwischen den beiden Polen, also dem nicht durch die Magneteinrichtung 135 ausgefüllten Spalt der Grundfläche 358, ein Magnetfeld, welches zum Zurückhalten von magnetischen Teilen benutzt werden kann. Beispielsweise können die magnetischen Teile in einem mikrofluidischen Kanal zurückgehalten werden, der im Betrieb der Vorrichtung 105 unterhalb des Spalts durchführt, wie es in 1 gezeigt ist. Für eine universellere Anwendung, können wie in 6 gezeigt, mehrere Stabmagnete angewandt werden und es entstehen entsprechend mehrere solcher Stellen. Dies ergibt eine größere Freiheit in den Designs von Flussnetzwerken.The 5 and 6th show how magnetic devices 135 can be arranged in the form of permanent magnets at the interface from lab-on-chip to hollow body. To do this shows 5 an embodiment in which a bar magnet in a rounded shape is used as a magnet device 135 is integrated. This arises at the point between the two poles, i.e. not the one caused by the magnetic device 135 filled gap in the base area 358 , a magnetic field that can be used to hold back magnetic parts. For example, the magnetic parts can be retained in a microfluidic channel that is used during operation of the device 105 below the gap as shown in 1 is shown. For a more universal application, as in 6th shown, several bar magnets are used and there are accordingly several such places. This gives greater freedom in the designs of flow networks.

7 zeigt eine Unteransicht einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 105 entspricht der anhand von 5 beschriebenen Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass die Magneteinrichtung 135 als eine elektrische Spule ausgeführt ist. Die Magneteinrichtung 135 umfasst eine Mehrzahl von Windungen. Eine mittig durch die Windungen geführte Linie formt einen Kreisbogen um die Längsachse 360 aus. 7th Figure 11 shows a bottom view of a device 105 for shielding according to an embodiment. The device 105 corresponds to that based on 5 described device, with the difference that the magnetic device 135 is designed as an electrical coil. The magnetic device 135 comprises a plurality of turns. A line running through the middle of the windings forms an arc around the longitudinal axis 360 out.

8 zeigt eine Unteransicht einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen mit einer Mehrzahl von Magneteinrichtungen 135 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Anstelle einer Magneteinrichtung, wie anhand von 7 beschrieben, sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl, hier beispielhaft zwölf, Magneteinrichtungen 135 vorgesehen. Die Vorrichtung 105 ähnelt somit der anhand von 6 beschriebenen Vorrichtung, mit dem Unterschied, das anstelle von Permanentmagneten Spulen als Magneteinrichtungen 135 verwendet werden. 8th Figure 11 shows a bottom view of a device 105 for shielding with a plurality of magnetic devices 135 according to an embodiment. Instead of a magnetic device, as based on 7th described, according to this exemplary embodiment, a plurality, here by way of example twelve, magnetic devices 135 intended. The device 105 is thus similar to the one based on 6th described device, with the difference that instead of permanent magnets coils as magnetic devices 135 be used.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel werden sowohl Spulen als auch Permanentmagnete als Magneteinrichtungen 135 verwendet, beispielsweise alternierend.According to an alternative embodiment, both coils and permanent magnets are used as magnetic devices 135 used, for example alternately.

Die 7 und 8 zeigen eine Ausführung in welcher Magneteinrichtungen 135 in Form von Spulen im Hohlkörper integriert sind. Fließt elektrische Ladung durch die gewickelten Drähte der Spulen, entsteht ein Magnetfeld. Wie mit Permanentmagneten sind verschiedene Anordnungen dieser Spulen denkbar. Es kann eine einzige Spule um den Hohlkörper um die Schnittfläche gewickelt werden oder mehrere kleine Spulen. Werden mehre Spulen eingesetzt, können dynamische, lokale Magnetfelder appliziert werden.The 7th and 8th show an embodiment in which magnetic devices 135 are integrated in the form of coils in the hollow body. When electrical charge flows through the coiled wires of the coils, a magnetic field is created. As with permanent magnets, various arrangements of these coils are conceivable. A single coil can be wound around the hollow body around the cut surface or several small coils. If several coils are used, dynamic, local magnetic fields can be applied.

9 zeigt eine Darstellung einer Vorrichtung 105 zum Abschirmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Es ist eine Aufsicht auf die Vorrichtung 105 gezeigt, die der anhand vorhergehender Figuren beschriebenen Vorrichtung ähnelt oder entspricht. Der Hohlkörper 130 ist auch hier als Hohlkegelstumpf ausgeformt. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 105 zudem zumindest einen, hier eine Mehrzahl von Schaltungsträgern 905 auf, von denen in 9 drei Schaltungsträger 905 zu erkennen sind. Die beispielsweise insgesamt vier Schaltungsträger 905 sind hier beispielhaft als Platinen ausgeführt. Die Schaltungsträger 905 sind je an der Seitenwand des Hohlkörpers 130 angeordnet und elektrisch leitfähig mit Kontaktelementen 910 der als Spulen ausgeführten Magneteinrichtungen verbunden. 9 shows a representation of a device 105 for shielding according to an embodiment. It's a top view of the device 105 shown, which is similar or corresponds to the device described with reference to previous figures. The hollow body 130 is also shaped here as a hollow truncated cone. According to the embodiment shown here, the device 105 also at least one, here a plurality of circuit carriers 905 on, of which in 9 three circuit carriers 905 can be recognized. For example, a total of four circuit carriers 905 are designed here as circuit boards as an example. The circuit carriers 905 are each on the side wall of the hollow body 130 arranged and electrically conductive with contact elements 910 connected to the magnetic devices designed as coils.

Somit kann eine Elektronik für die Ansteuerung von Magneteinrichtungen in Form von Magnetspulen auf kleinstem Raum auf dem Hohlkörper selbst integriert werden. Die einzelnen Spulen werden von der äußeren Seite konnektiert und mit zumindest einem Schaltungsträger 905 verbunden, auf dem sich die benötigten Schaltkreise befinden. Der zumindest eine Schaltungsträger 905 wird auf der Außenmantelseite des Hohlkörpers befestigt, wie in 9 gezeigt.Electronics for the control of magnetic devices in the form of magnetic coils can thus be integrated in a very small space on the hollow body itself. The individual coils are connected from the outer side and with at least one circuit carrier 905 connected, on which the required circuits are located. The at least one circuit carrier 905 is attached to the outer shell side of the hollow body, as in 9 shown.

Claims (9)

Vorrichtung (105) zum Abschirmen eines Lichtwegs (107) zwischen einer Optikeinheit (110) eines Chiplabor-Analysegeräts (100) und einer Chiplabor-Kartusche (115), wobei die Vorrichtung (105) die folgenden Merkmale aufweist: einen Hohlkörper (130) mit einer Optiköffnung (140) zum Verbinden des Hohlkörpers (130) mit der Optikeinheit (110) und mit einer Kartuschenöffnung (145) zum Verbinden des Hohlkörpers (130) mit der Chiplabor-Kartusche (115), wobei der Hohlkörper (130) ausgeformt ist, um den Lichtweg (107) zwischen der Optiköffnung (140) und der Kartuschenöffnung (145) auszuformen und gegen Umgebungslicht abzuschirmen; und eine Magneteinrichtung (135) zum Bereitstellen eines Magnetfelds (137), wobei die Magneteinrichtung (135) an dem Holkörper (130) angeordnet ist.Device (105) for shielding a light path (107) between an optical unit (110) of a chip laboratory analysis device (100) and a chip laboratory cartridge (115), the device (105) having the following features: a hollow body (130) with an optics opening (140) for connecting the hollow body (130) to the optics unit (110) and with a cartridge opening (145) for connecting the hollow body (130) to the chip laboratory cartridge (115), the hollow body (130) is shaped to form the light path (107) between the optics opening (140) and the cartridge opening (145) and to shield it from ambient light; and a magnetic device (135) for providing a magnetic field (137), the magnetic device (135) being arranged on the hollow body (130). Vorrichtung (105) gemäß Anspruch 1, wobei der Hohlkörper (130) als Hohlkegelstumpf ausgeformt ist, wobei die Kartuschenöffnung (145) einen größeren Durchmesser aufweist als die Optiköffnung (140).Device (105) according to Claim 1 , wherein the hollow body (130) is shaped as a hollow truncated cone, the cartridge opening (145) having a larger diameter than the optics opening (140). Vorrichtung (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magneteinrichtung (135) an einem der Kartuschenöffnung (145) zugewandten Ende des Hohlkörpers (130) angeordnet ist.Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic device (135) is arranged at an end of the hollow body (130) facing the cartridge opening (145). Vorrichtung (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest ein Abschnitt einer Grundfläche (358) des Hohlkörpers (130) durch die Magneteinrichtung (135) ausgeformt wird.Device (105) according to one of the preceding claims, wherein at least a section of a base surface (358) of the hollow body (130) is formed by the magnetic device (135). Vorrichtung (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magneteinrichtung (135) als ein Permanentmagnet oder eine elektrische Spule ausgeführt ist.Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic device (135) is designed as a permanent magnet or an electrical coil. Vorrichtung (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magneteinrichtung (135) einen Kreisbogen um eine Längsachse (360) des Hohlkörpers (130) ausformt.Device (105) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic device (135) forms an arc of a circle around a longitudinal axis (360) of the hollow body (130). Vorrichtung (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Mehrzahl von Magneteinrichtungen (135), die beabstandet zueinander umlaufend um eine Längsachse (360) des Hohlkörpers (130) angeordnet ist.Device (105) according to one of the preceding claims, with a plurality of magnet devices (135) which are arranged at a distance from one another and circumferentially around a longitudinal axis (360) of the hollow body (130). Vorrichtung (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schaltungsträger (905), der an einer Seitenwand des Hohlkörpers (130) angeordnet und elektrisch leitfähig mit der Magneteinrichtung (135) verbunden ist.Device (105) according to one of the preceding claims, with a circuit carrier (905) which is arranged on a side wall of the hollow body (130) and is electrically conductively connected to the magnet device (135). Chiplabor-Analysegerät (100), wobei das Chiplabor-Analysegerät (100) folgende Merkmale aufweist: eine Optikeinheit (110) mit einer Lichtquelle (120); einen Aufnahmebereich (125) zum Aufnehmen einer Chiplabor-Kartusche (115); und eine Vorrichtung (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Optiköffnung (140) der Optikeinheit (110) und die Kartuschenöffnung (145) dem Aufnahmebereich (125) zugewandt sind.Chip laboratory analyzer (100), the chip laboratory analyzer (100) having the following features: an optical unit (110) with a light source (120); a receiving area (125) for receiving a chip laboratory cartridge (115); and a device (105) according to any one of the preceding claims, wherein the optics opening (140) of the optics unit (110) and the cartridge opening (145) face the receiving area (125).
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