DE10222478A1 - Verteilelement für Flüssigkeiten und Gase, Lab-on-a-Cip, Lab-on-a-Card - Google Patents

Verteilelement für Flüssigkeiten und Gase, Lab-on-a-Cip, Lab-on-a-Card

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verteilelement für Flüssigkeiten und Gase, das im Wesentlichen zweidimensional ausgebildet ist und wenigstens eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfasst, die übereinander liegend angeordnet sind. In der ersten Schicht ist wenigstens ein Bereich mit wenigstens einem Hohlraum zur wenigstens teilweisen Aufnahme wenigstens einer Flüssigkeit und/oder eines Gases und/oder eines Wirkstoffes ausgebildet. Der Elastizitätskoeffizient der zweiten Schicht ist wenigstens in einem Teilbereich der Schicht, der über einem Hohlraum angeordnet ist, derart ausgebildet, dass mittels Druck auf die zweite Schicht die Flüssigkeit und/oder das Gas und/oder der Wirkstoff in dem Hohlraum transportiert wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem ein Analysegerät zur Aufnahme des Verteilelements, wobei in dem Gerät Mittel zur Druckausübung und/oder zur Analyse und/oder zum Lesen und/oder zum Schreiben von Daten auf das Verteilelement und/oder zum Einbringen und/oder zur Entnahme von Probenflüssigkeit und/oder Reagenzien und/oder Wirkstoffen angeordnet sind, und wobei in dem Analysegerät geeigneterweise eine vorbestimmte Anzahl von Mikro-Aktoren flächenhaft in Übereinstimmung mit den elastischen Bereichen der zweiten Schicht des Verteilelements angeordnet sind. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem ein Lab-on-a-Chip und ein Lab-on-a-Card, das das erfindungsgemäße Verteilelement umfasst.

Description

  • Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Verteilelement für Flüssigkeiten und Gase und insbesondere eine Verteilelement zum Verteilen von sehr kleinen Flüssigkeits- und/oder Gasmengen und insbesondere ein Verteilelement mittels dem ein Lab-on- a-Chip und/oder eine Lab-on-a-Card bereitgestellt werden kann.
  • Mit zunehmender Miniaturisierung von insbesondere auch physikalischen, chemischen und biologischen Analyseverfahren, bei denen vielfach nur in sehr geringen Mengen vorliegende und im wässrigen Milieu gelöste Substanzen untersucht werden, befindet sich die gegenwärtige Entwicklung des Standes der Technik auf dem Wege hin zu einem sogenannten "Lab-on-a-Chip". Bei einem derartigen physikalischen und/oder chemischen und/oder biologischen und/oder biochemischen Untersuchungslabor, das auf einem elektronischen Halbleiter angeordnet sein kann, ist es daher wünschenswert, die im wässrigen Milieu vorliegenden zu untersuchenden beispielsweise biochemischen Substanzen an für die vorzunehmenden Untersuchungen geeigneten Positionen zu lagern und/oder anzuordnen und/oder miteinander und/oder mit geeigneten vorbestimmten Wirk- und/oder Lösungsmitteln zu mischen, wobei auch entsprechende Mittel zum Transport der Flüssigkeiten bereitgestellt werden müssen. Eine Zu- und Ableitung der Flüssigkeiten in und von dem miniaturisierten Labor erfolgt dabei per Hand oder automatisiert mittels geeignet ausgebildeter Pipetten. Dies ist jedoch einerseits sehr zeitaufwendig und teuer und andererseits werden für ein automatisiertes Auftragen sehr aufwendig konstruierte Automaten benötigt, deren Bereitstellung ebenfalls sehr kostspielig ist. Es wurde daher versucht, in dem miniaturisierten Labor geeignete Kanäle auszubilden, deren Enden über Schläuche mit sehr kleinem Durchmesser mit Behältern der Proben verbunden sind. Die Montage derartiger Schläuche ist jedoch ebenfalls sehr aufwendig und dementsprechend teuer.
  • Außerdem existieren miniaturisiert ausgebildete pneumatische Mikropumpen mit einem sehr kleinen Ein- und Ausgang für das zu befördernde Medium und außerdem mit mehreren ventilgesteuerten Eingängen für den pneumatischen Antrieb der Pumpe, wobei der für den Betrieb der Pumpe erforderliche Druck von einem separaten Druckgenerator bereitgestellt wird. Die Bereitstellung einer Kopplung des externen Druckgenerators an die sehr kleinen Ventileingänge und einer Zu- und Ableitung des zu befördernden Mediums sowie dessen Verteilung auf mehrere Ausgänge ist ebenfalls mit erheblichem Aufwand verbunden und dementsprechend teuer.
  • Die oben beschriebenen Nachteile bestehen nicht nur bei der Zu- und Abfuhr und Leitung, Mischung und Verteilung von im wässrigen Medium gelösten Substanzen oder Gasen, sondern beispielsweise auch bei der Zufuhr von Kühlflüssigkeit in wärmeempfindliche elektronische Bauteile, und es ist festzustellen, dass diese Nachteile generell bei der Zu- und Abfuhr, Leitung, Mischung und Verteilung von Flüssigkeiten und Gasen in sehr kleinen Kanälen oder Räumen (Behälter) bestehen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, auf einfache Weise und kostengünstig Flüssigkeiten und/oder Gase zu lagern und/oder zu leiten und/oder transportieren und/oder mischen und/ oder zu verteilen, so dass eine Flüssigkeit und/oder ein Gas zu vorgegebenen Positionen an miniaturisierten Bauteilen geführt werden kann und/oder von vorgegebenen Positionen an miniaturisierten Bauteilen abgeleitet werden kann und/oder an vorbestimmten Positionen analysiert werden kann.
  • Dabei ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, dass es auf einfache und kostengünstige Weise ermöglicht, Flüssigkeiten und oder Gase zu vorbestimmten Positionen eines miniaturisierten Bauteils oder einer miniaturisierten Vorrichtung zu lagern und/oder zu transportieren und/oder von diesen abzuleiten.
  • Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, auf einfache Weise ein miniaturisiertes Lab-on-a-Chip und/oder Lab-on-a-Card bereitzustellen, die geeignet sind Flüssigkeiten und/oder Gase zu mischen und/oder physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch zu beeinflussen und/oder zu analysieren.
  • Die Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind ohne jede Beschränkung in den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung erwähnt. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird die Beschreibung von schematischen Zeichnungen begleitet. Hierzu zeigt:
  • Fig. 1a eine schematische Draufsicht auf ein Verteilelement gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, und
  • Fig. 1b einen Schnitt durch die Linie A-A von Fig. 1a;
  • Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf ein Verteilelement gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung, und
  • Fig. 2b einen Schnitt durch die Linie A-A von Fig. 2a;
  • Fig. 3a eine schematische Draufsicht auf ein Verteilelement gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung,
  • Fig. 3b eine vergrößerte schematische Darstellung eines Teilausschnitts von Fig. 3a, und
  • Fig. 3c eine vergrößerte schematische Darstellung eines Teilausschnitts von Fig. 3b.
  • Fig. 4a eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Element zum Lagern und zum Transport ohne Deckschicht;
  • Fig. 4b einen Schnitt durch das Element zum Lagern und zum Transport entlang der Linie A-A von Fig. 4a mit einer Deckschicht;
  • Fig. 4c einen weiteren Schnitt durch das Element zum Lagern und zum Transport entlang der Linie A-A von Fig. 4a mit einer Deckschicht bei Druckausübung auf das Element;
  • Fig. 5 einen Schnitt durch ein Verteilelement gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 6a und b jeweils einen vergrößerten schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Verteilelement gemäß einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung und dessen Zusammenwirken mit einem externen Antriebselement;
  • Fig. 7a erneut die Ausführung von Fig. 6a, und
  • Fig. 7b eine Abwandlung der Ausführung von Fig. 7a, und
  • Fig. 7c eine weitere Abwandlung der Ausführung von Fig. 7a
  • Fig. 8a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Analysegeräts, und
  • Fig. 8b und c eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lab-on-a- Chips.
  • Die vorliegende Erfindung stellt insbesondere ein Verteilelement für Flüssigkeiten und Gase bereit, das es ermöglicht, auf einfache Weise ein miniaturisiertes Lab-on- a-Chip und/oder Lab-on-a-Card bereitzustellen, die geeignet sind Flüssigkeiten und/oder Gase zu mischen und/oder physikalisch und/oder chemisch und/oder biologisch zu beeinflussen und/oder zu analysieren, wobei das Verteilelement 1 im wesentlichen zweidimensional ausgebildet ist und wenigstens eine erste Schicht 10 und eine zweite Schicht 20 umfasst, die übereinanderliegend angeordnet sind, und wobei ausserdem in der ersten Schicht 10 wenigstens ein Bereich 100 mit wenigstens einem Hohlraum 101, 102 zur wenigstens teilweisen Aufnahme wenigstens einer Flüssigkeit und/oder eines Gases und/oder eines Wirkstoffes ausgebildet ist, und wobei ausserdem der Elastizitätskoeffizient der zweiten Schicht 20 wenigstens in einem Teilbereich der zweiten Schicht 20, der über einem Hohlraum 101, 102 der ersten Schicht 10 angeordnet ist, derart ausgebildet ist, dass mittels Druck auf die zweite Schicht 20 die Flüssigkeit und/oder das Gas und/oder ein Wirkstoff in dem Hohlraum 101, 102 transportiert werden kann.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst der Hohlraum 101, 102 wenigstens einen ersten 101, zweiten 102 und dritten 101 Hohlraum, wobei der Querschnitt des ersten und dritten Hohlraums 101 sehr viel größer ist als der Querschnitt des zweiten Hohlraums 102, und wobei der zweite Hohlraum 102 ein Kanal ist, der den ersten 101 und zweiten 101 Hohlraum verbindet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die zweite Schicht 2 beträchtlich dünner als die erste Schicht 1 ausgebildet, und nach einer Abwandlung der vorstehenden Ausgestaltung ist die zweite Schicht 20 gleich dick oder dicker als die erste Schicht 10 ausgebildet.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die elastischen Bereiche der zweiten Schicht 20 oberhalb von Hohlräumen 101 in der ersten Schicht 10 auf ihrer Oberseite und/oder Unterseite korrespondierend mit der Geometrie des Hohlraums 101 geeignet strukturiert und/oder es sind dort entsprechende stempelartige nicht mit der zweiten Schicht 20 einstückige Vorsprünge an der zweiten Schicht 20 angeordnet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verteilelement 1 mehr als einen Bereich 100 mit unterschiedlichen Flüssigkeiten und/oder Wirkstoffen und/oder Hohlräumen 101, wobei die Bereiche 100 miteinander in Verbindung stehen können und/oder sich zumindest teilweise überlappen können. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verteilelement 1 wenigstens einen Hohlraum 101 in der ersten Schicht 10 mit einer funktionellen Lager/Transport-Struktur 101L und/oder Transport/Pump-Struktur 101T und/oder Misch-Struktur 101M und/oder Reservoir-Struktur 101R und/oder Analyse- Struktur 101A und/oder Ventil-Struktur 101 V und/oder Dioden-Struktur 101D, wobei in der ersten 10 und/oder zweiten 20 Schicht ausserdem weitere funktionale Elemente 101AE angeordnet sein können, und wobei die Analyse-Struktur 101A geeigneter Weise benachbart mit einem ebenfalls in der ersten und/oder zweiten Schicht 10 ausgebildetem Analyseelement 101AE angeordnet sein kann, und wobei das Analyseelement 101AE geeigneter Weise insbesondere ein optisches Element und/oder elektronisches Element und/oder Heizelement und/oder chemisches Element und/oder biologisches Element und/oder magnetisches Element und/oder eine Kombination aus den vorstehenden Elementen sein kann. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden Ausführung umfasst das Verteilelement 1 geeigneter Weise ausserdem ein elektronisches Speicher- und/oder Prozessorelement 103.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verteilelement 1 wenigstens eine dritte Schicht 30 mit einem Elastizitätskoeffizient in der Größenordnung des Elastizitätskoeffizienten der ersten 10 Schicht, wobei die zweite Schicht 20 sandwichartig zwischen der ersten 10 und dritten 30 Schicht angeordnet ist, und wobei die dritte Schicht 30 geeigneter Weise als Schutzschicht zum Schutz der elastischen Bereiche der zweiten Schicht 20 beispielsweise zum sicheren Transport des Verteilelements 1 ausgebildet ist und ausserdem geeigneter Weise abnehmbar mit der ersten 10 und zweiten 20 Schicht verbunden ist.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden Ausführung ist die dritte Schicht 30 an ihrer der zweiten Schicht 20 zugewandten Oberfläche geeigneter Weise derart strukturiert, und ausserdem mittels einer Schiene 40 zusammen mit der ersten 10 und zweiten 20 Schicht angeordnet, dass mittels Verschiebung der dritten Schicht 30 in der Schienenführung parallel zu der ersten 10 und zweiten Schicht 20 vorbestimmte Drucke auf vorbestimmte elastische Bereiche der zweiten Schicht 20 in vorbestimmter Reihenfolge ausgeübt werden.
  • Nach einer Abwandlung der vorstehenden Ausführung der vorliegenden Erfindung entspricht die dritte Schicht 30 in ihrem prinzipiellem Aufbau der ersten Schicht 10, wobei geeigneter Weise in der zweiten Schicht 20 wenigstens ein Mittel zur Druckausübung auf die elastischen Bereiche vorgesehen ist, das in der Nähe von in der ersten 10 und/oder 30 dritten Schicht angeordneten Hohlräumen 101 angeordnet ist, und wobei das Mittel zur Druckausübung ein Heizelement und oder ein Aktorelement, nämlich insbesondere ein Piezoaktor und/oder ein Kanalsystem mit und mit diesem korrespondierenden Hohlräumen zur Aufnahme und Leitung des Druckes einer Flüssigkeit und/oder eines Gases ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ausserdem insbesondere ein Analysegerät 5 zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Verteilelements 1, wobei in dem Gerät 5 geeignete Mittel zur Druckausübung und/oder zur Analyse und/oder zum Lesen und/oder zum Schreiben von Daten auf das Verteilelement 1 und/oder zum Einbringen und/oder zur Entnahme von Probenflüssigkeit und/oder Reagenzien und/oder Wirkstoffen angeordnet sind. Nach einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Analysegeräts 5 umfasst das Analysegerät 5 eine vorbestimmte Anzahl von wenigstens einem Steuer- und/oder Analyseelement und insbesondere einem Mikro-Aktor, der in Übereinstimmung mit wenigstens einem elastischen Bereich 100 der zweiten Schicht 20 angeordnet ist, und geeigneter Weise von einer ebenfalls in dem Analysegerät angeordneten elektronischen Steuerung gesteuert wird, wobei die Steuersignale zur zeitlichen und/oder funktionalen Steuerung vorteilhaft in Übereinstimmung mit von aus einem elektronischen Datenspeicher des Verteilelements 1 gelesenen Daten erfolgen, und wobei ein Steuerelement insbesondere ein Mikroaktor zur Druckausübung auf einen elastischen Bereich 100 und/oder ein optisches Element und/oder elektronisches Element und/oder Heizelement und/oder chemisches Element und/oder biologisches Element und/oder magnetisches Element und/oder eine Kombination aus den vorstehenden Elementen sein kann.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Analysegeräts 5 ist in dem Analysegerät wenigstens eine Kulisse 52 angeordnet, die insbesondere mit auf den elastischen Bereichen 100 der Schicht 20 angeordneten Stempeln und/oder den elastischen Bereichen 100 zusammenwirkt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ausserdem insbesondere ein Analyseelement 6, das geeigneter Weise als Chip 6 ausgebildet ist, und wobei das Verteilelement 1 geeigneter Weise auf dem Chip 6 angeordnet ist, und wobei das Analyseelement 6 als ein miniaturisiertes vorstehendes Analysegerät 5 in Chipbauweise ausgebildet sein kann und wenigstens eines der vorstehend beschriebenen Merkmale des Analysegeräts 5 umfasst, und wobei mittels der vorstehenden Kombination aus Verteilelement 1 und Chip 6 ein erfindungsgemäßes Lab-on-a-Chip bereitgestellt ist, und wobei die Abmessungen des erfindungsgemäßen Lab-on-a-Chips 6 vorteilhaft in einem Bereich von 0,1 cm2 bis 10000 cm2, noch von 1 cm2 bis 1000 cm2, noch vorteilhafter von 4 cm2 bis 100 cm2, noch vorteilhafter von 5 cm2 bis 50 cm2 liegen. Das erfindungsgemäße Verteilelement 1 kann hierbei geeigneter Weise sandwichartig zwischen zwei Chips 6 angeordnet sein und insbesondere die erste Schicht und/oder dritte Schicht 10 des Verteilelements 1 kann geeigneter Weise mit dem Chip 6 einstückig ausgebildet sein, wobei mit dieser Abwandlung des vorstehenden Lab-on-a-Chips 6 ein erfindungsgemäßes Lab-on-a-Card bereitgestellt ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben.
  • Fig. 1a zeigt eine Draufsicht auf ein Verteilelement 1 gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung und Fig. 1b zeigt einen Schnitt durch die Linie A-A von Fig. 1a. Das Verteilelement 1 ist im wesentlichen zweidimensional ausgebildet ist und umfasst wenigstens eine erste Schicht 10 und eine zweite Schicht 20, die übereinanderliegend angeordnet sind, und wobei ausserdem in der ersten Schicht 10 wenigstens ein Bereich 100 mit wenigstens einem Hohlraum 101, 102 zur wenigstens teilweisen Aufnahme wenigstens einer Flüssigkeit und/oder eines Gases und/oder eines Wirkstoffes ausgebildet ist: Erfindungsgemäß ist das Material der ersten 10 und zweiten 20 Schicht derart ausgewählt, dass der Elastizitätskoeffizient der zweiten Schicht 20 wenigstens in einem Teilbereich der zweiten Schicht 20, der über einem Hohlraum 101, 102 der ersten Schicht 10 angeordnet ist, niedriger als der Elastizitätskoeffizient der ersten 10 Schicht ist, so dass mittels Druck auf die zweite Schicht 20 das Volumen eines Hohlraums 101, 102 verringert werden kann und so die Flüssigkeit und/oder das Gas und/oder ein Wirkstoff in dem Hohlraum 101, 102 verdrängt und transportiert werden kann. Der Elastizitätskoeffizient der zweiten Schicht 20 ist geeigneter Weise ausserdem derart ausgewählt, dass bei Absetzen des Druckes die Schicht 20 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückkehrt und der Hohlraum 101 wieder sein ursprüngliches Volumen erhält, und ausserdem vorteilhaft derart ausgewählt, dass ein An- und Absetzen eines Druckes auf einen elastischen Bereich oberhalb eines Hohlraums 101 auch hochfrequent geschaltet werden kann.
  • Geeigneter Weise umfasst der Hohlraum 101, 102 eines erfindungsgemäßen Verteilelements wenigstens einen ersten 101, zweiten 102 und dritten 101 Hohlraum, wobei der Querschnitt des ersten und dritten Hohlraums 101 sehr viel größer ist als der Querschnitt des zweiten Hohlraums 102, und wobei der zweite Hohlraum 102 ein Kanal ist, der den ersten 101 und zweiten 101 Hohlraum verbindet. Außerdem ist geeigneter Weise der vorstehend beschriebenen elastische Bereich 100 oberhalb eines ersten und/oder dritten Hohlraums 101 angeordnet.
  • Die zweite Schicht 20 kann aus einem Material ausgewählt sein, das einen geeigneten Elastizitätskoeffizienten aufweist, so dass vorteilhaft die zweite Schicht 20 beträchtlich dünner als die erste Schicht 10 ausbildbar ist, wie in Fig. 1b schematisch dargestellt ist. Die zweite Schicht 20 kann jedoch andererseits auch aus einem Material ausgewählt sein, das einen Elastizitätskoeffizienten aufweist, so dass vorteilhaft die zweite Schicht 20 gleich dick oder beträchtlich dicker als die erste Schicht 10 ausgebildet ist, wie in Fig. 2b schematisch dargestellt ist.
  • Fig. 2a zeigt eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung und Fig. 2b zweigt einen Schnitt durch die Linie A-A von Fig. 2a. Das Verteilelement 1 von Fig. 2 umfasst den Bereich 100 mit den Hohlräumen 101a, 101b, 101c und 101d und 102, wobei die Hohlräume 102 als Kanäle ausgebildet sind, die jeweils die Hohlräume 101a, b und d mit dem zentralen Hohlraum 101c verbinden. Die Ausführung von Fig. 2 eignet sich vorteilhaft für das Mischen von Flüssigkeiten und/oder einer Flüssigkeit mit einem Wirkstoff in dem Hohlraum 101c, die beispielsweise aus den Hohlräumen 101a und b stammen, wobei eine anschließender Transport der Mischung in den Hohlraum 101d erfolgt, wo die Mischung mit einem weiteren Wirkstoff vermischt werden kann und/oder analysiert werden kann. Es ist klar dass mit der schematisch aufgezeigten Struktur von Fig. 2 eine Vielzahl möglicher Kombinationen des Transports und der Analyse wenigstens eines Stoffes erfolgen kann.
  • Fig. 3a zeigt eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung und Fig. 3b zeigt einen schematische vergrößerte Darstellung eines Bereichs 100 von Fig. 3a und Fig. 3c zeigt eine schematische Darstellung der Kombination eines Analysehohlraums 101A mit einem Analyseelement 101AE. Die Ausführung der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 3a umfasst mehr als einen Bereich 100 mit unterschiedlichen Flüssigkeiten und/oder Wirkstoffen und/oder Hohlräumen 101, wobei die Bereiche 100 miteinander in Verbindung stehen und sich teilweise überlappen. Die Ausführung von Fig. 3a umfasst geeigneter Weise zusätzlich zu den Bereichen 100 ausserdem ein elektronisches Speicherelement 103, das in der Schicht 10 und/oder der Schicht 20 angeordnet sein kann, und das geeigneter Weise derart ausgebildet ist, dass es Informationen über die Anordnung und/oder Struktur der Bereiche 100 und/oder deren Inhalt und/oder allgemeine Informationen über das Verteilelement 1, wie z. B. Datum der Herstellung, Befüllung, Analyse, Analyseergebnisdaten, etc. umfasst, die mittels einem externen elektronischen Gerät abrufbar und/oder schreibbar sind.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bereich 100 des Verteilelements 1 wenigstens einen Hohlraum 101, 102 in der ersten Schicht 10 mit einer funktionellen Lager/Transport-Struktur 101L und/oder Kanalstruktur 101K und/oder Transport/Pump-Struktur 101T und/oder Misch-Struktur 101 M und/oder Reservoir- Struktur 101R und/oder Analyse-Struktur 101A und/oder Ventil-Struktur 101V und/oder Dioden-Struktur 101D, wobei in der ersten 10 und/oder zweiten 20 Schicht ausserdem weitere funktionale Elemente 101AE angeordnet sein können, und wobei die Analyse-Struktur 101A geeigneter Weise benachbart mit einem ebenfalls in der ersten und/oder zweiten Schicht 10 ausgebildetem Anlayseelement 101AE angeordnet sein kann, und wobei das Analyseelement 101AE geeigneter Weise insbesondere ein optisches Element und/oder elektronisches Element und/oder Heizelement und/oder chemisches Element und/oder biologisches Element und/oder magnetisches Element und/oder eine Kombination aus den vorstehenden Elementen sein kann.
  • Fig. 4a zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Lager/Transport-Struktur 101L, die in der ersten Schicht 10 ausgebildet ist, ohne eine zweite Schicht 20, und Fig. 4b zeigt einen Schnitt durch die Lager/Transport- Struktur 101L von Fig. 4a entlang der Linie A-A mit einer zweiten Schicht 20 als Deckschicht in einem ersten Betriebszustand, und Fig. 4c einen weiteren Schnitt durch die Lager/Transport-Struktur 101L von Fig. 4a entlang der Linie A-A mit einer zweiten Schicht 20 als Deckschicht in einem zweiten Betriebszustand bei Druckausübung auf die Lager/Transport-Struktur 101L.
  • Die Lager/Transport-Struktur 101L umfasst einen ersten und zweiten Hohlraum 101L1 und 101L2, die benachbart angeordnet sind und durch einen Steg 101LS getrennt sind.
  • Auf diese Struktur ist eine elastische zweite Schicht 20 aufgebracht und derart mit der ersten Schicht 20 verschweisst, dass der erste und zweite Holraum 101L1 und 101L2 abgeschlossen sind, wobei jedoch die zweite Schicht 20 mit dem Steg 101LS und/oder mit der ersten Schicht 10 in der näheren Umgebung des Stegs 101LS nicht verbunden ist sondern lediglich auf der ersten Schicht 10 und/oder dem Steg 101LS aufliegt.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass selbstverständlich auch bei den anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung die erste 10 und zweite 20 und dritte 30 Schicht auf geeignete Weise miteinander verbunden sind, so dass deren Hohlräume dicht verschlossen sind.
  • Bei der hier beschriebenen Lager/Transport-Struktur 101L ist der erste Hohlraum 101L1 als Lagerraum oder Reservoir ausgebildet und der zweite Hohlraum 101L2 als Transportraum ausgebildet, so dass ein fluidisches System bereitgestellt ist, das geeignet ist, Flüssigkeiten während einer Lagerzeit vorzuhalten und erst bei Bedarf in andere Bereiche des fluidischen Systems zu überführen. Ein klassisches Beispiel hierfür ist z. B. das Vorhalten einer Reaktionslösung, die mit einer Probe vermischt werden soll, die erst zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfügung steht.
  • Fig. 4a, b und c verdeutlichen auch die erfindungsgemäße Funktion der Lager/Transport-Struktur 101L, die nachfolgend beschrieben wird.
  • Eine in dem ersten Lagerhohlraum 101L1 enthaltene geeignete Flüssigkeit bleibt aufgrund von Kapillarkräften innerhalb des ersten Lagerhohlraums 101L1, ohne in den zweiten Transporthohlraum einzudringen, selbst wenn ein hinreichend dünner Spalt zwischen der zweiten Schicht 20 und dem Steg 101LS existiert.
  • Hierbei ist die maximale Spalttiefe durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit zur ersten Schicht 10 und durch die maximale Kraft auf die Flüssigkeit im ersten Lagerhohlraum 101L1 gegeben, so dass die Flüssigkeit in dem Lagerhohlraum 101L1 sicher gelagert ist und erst bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraft auf die Flüssigkeit in den zweiten Transporthohlraum 101L2 eindringt.
  • Wird nun, wie in den anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung mittels geeigneter Mittel wie z. B. durch einen Druckstempel oder durch Fingerdruck etc. ein vorbestimmter Druck auf die zweite Schicht 20 oberhalb des Lagerhohlraums 101L1 und damit auch auf die in ihm angeordnete Flüssigkeit ausgeübt, hebt sich die elastische zweite Schicht 20 im Bereich des Stegs 101LS, so dass ein hinreichend grosser Spalt zwischen dem Steg 101LS und der zweiten Schicht 20 entsteht und die Flüssigkeit in den zweiten Hohlraum 101L2 des fluidischen Systems eindringt.
  • Fig. 4a, b, und c zeigen ausserdem eine für die vorstehende Funktion geeignete Struktur des ersten Lagerhohlraums 101L1 mit einem ersten hochvolumigen Raum der sich zunächst verjüngt und in der Nähe des zweiten Hohlraums 101L2 an den Steg 101LS angepasst ausgebildet ist.
  • Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Lager/Transport-Struktur ist vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Lösungen mit Abschlüssen, die als Sollbruchstellen ausgeführt sind, und bei denen die Kraft, die erforderlich ist, um die Sollbruchstelle zu öffnen vergleichsweise hoch ist und/oder die Sollbruchstelle sehr aufwendig gestaltet ist und/oder der Öffnungsmechanismus nicht einfach handhabbar ist.
  • Fig. 5 zeigt einen schematischen Schnitt durch weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Verteilelements 1, das neben der ersten 10 und zweiten 20 Schicht eine dritte Schicht 30 mit einem Elastizitätskoeffizient in der Größenordnung des Elastizitätskoeffizienten der ersten 10 Schicht umfasst, wobei die zweite Schicht 20 sandwichartig zwischen der ersten 10 und dritten 30 Schicht angeordnet ist, und wobei die dritte Schicht 30 geeigneter Weise als Schutzschicht zum Schutz der elastischen Bereiche der zweiten Schicht 20 beispielsweise zum sicheren Transport des Verteilelements 1 ausgebildet ist und ausserdem geeigneter Weise abnehmbar mit der ersten 10 und zweiten 20 Schicht verbunden ist. Die dritte Schicht 30 kann geeigneter Weise abnehmbar mit der ersten 10 und zweiten 20 Schicht angeordnet sein, wobei bei der Ausführung von Fig. 6 hierfür einen seitlichen Rahmen 40 aufweist, der mit der ersten 10 oder zweiten 20 Schicht einstückig ausgebildet sein kann, und der eine Schienenführung für die Anordnung der dritten Schicht 30 oberhalb der zweiten Schicht 20 bereitstellt.
  • Die dritte Schicht 30 und/oder die zweite Schicht 20 kann an ihrer der zweiten Schicht 20 bzw. dritten Schicht 30 zugewandten Oberfläche geeigneter Weise derart strukturiert sein (was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist), und ausserdem kann die dritte Schicht 30 mit der vorstehenden Schienenstruktur 40 hierdurch derart zusammenwirken, dass mittels Verschiebung der dritten Schicht 30 in der Schienenführung parallel zu der ersten 10 und zweiten Schicht 20 vorbestimmte Drucke auf vorbestimmte elastische Bereiche der zweiten Schicht 20 in vorbestimmter Reihenfolge ausgeübt werden, so dass ein vorbestimmter Materialtransport innerhalb der Hohlräume 101, 102 in der ersten Schicht 10 erfolgt. Es ist klar, dass die dritte Schicht jedoch auch eine flache Schutzschicht sein kann, deren Verschiebung innerhalb der Schienenstruktur 40 keine Drucke auf die elastischen Bereiche 100 der zweiten Schicht 20 verursacht.
  • Nach einer Abwandlung der vorstehenden Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die dritte Schicht 30 in ihrem prinzipiellem Aufbau entsprechend der ersten Schicht 10 ausgebildet, wobei die zweite Schicht geeigneter Weise gleich dick oder dicker als die erste Schicht 10 ausgebildet ist und ausserdem geeigneter Weise in der zweiten Schicht 20 wenigstens ein Mittel zur Druckausübung auf einen elastischen Bereich vorgesehen ist, das in der Nähe von in der ersten 10 und/oder dritten 30 Schicht angeordneten Hohlräumen 101 angeordnet ist. Das in den Zeichnungen nicht dargestellte Mittel zur Druckausübung kann ein innerhalb der zweiten Schicht 20 und an geeigneten Positionen in der Nachbarschaft von in der ersten und/oder dritten Schicht angeordneten Hohlräumen 101 bzw. von in der zweiten Schicht 20 ausgebildeten elastischen Bereichen 100 angeordnetes Heizelement und/oder ein Aktorelement, nämlich insbesondere ein Piezoaktor und/oder ein Kanalsystem und mit diesem korrespondierende Hohlräume zur Aufnahme und Leitung des Druckes einer Flüssigkeit und/oder eines Gases umfassen, das geeignet ist, einen zur Volumenänderung eines Hohlraums 101 erforderlichen Druck bereitzustellen.
  • Fig. 6a und b zeigen einen schematischen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Verteilelements 1 zusammen mit einem externen Mittel zur Druckausübung 4, das geeigneter Weise z. B. in einem Analysegerät 5 angeordnet sein kann, das später beschrieben wird. Das Mittel zur Druckausübung 4 umfasst vorteilhaft einen Aktor 40 und insbesondere einen Piezoaktor, an dessen der Schicht 20 zugewandten Seite geeigneter Weise ein Stempel 41 angeordnet ist, und der geeigneter Weise mit der Struktur eines Hohlraums 101T in der ersten Schicht 10 korrespondierend ausgebildet ist, so dass bei Druck des Aktors 40 auf den elastischen Bereich 100 der zweiten Schicht 20 oberhalb des Hohlraums 101T in der ersten Schicht 10 das Volumen des Hohlraums 101T wesentlich reduzierbar ist. Ausserdem und wie oben beschrieben ist die zweite Schicht 20 aus einem Material mit einem Elastizitätskoeffizienten ausgewählt, so dass sich die zweite Schicht 10 bei Druck des Aktors 4 auf die zweite Schicht 20 in den Hohlraum 101T der ersten Schicht 10 absenkt, und bei Absetzen des Druckes in ihre ursprüngliche Lage zurückstellt, so dass das ursprüngliche Volumen des Hohlraums 101T wieder eingestellt ist. Je nach Materialauswahl der zweiten Schicht, kann die zweite Schicht zur Bereitstellung der vorstehend beschriebenen Funktion, die auch wiederholt und hochfrequent schaltbar ist, beträchtlich dünner oder gleich dick oder dicker als die erste Schicht 10 ausgebildet sein.
  • Fig. 7a zeigt erneut den anhand von Fig. 6a beschriebenen externen Aktor 4 oberhalb eines Teilbereiches eines erfindungsgemäßen Verteilelements 1 in Gegenüberstellung mit den in Fig. 7b und 6c dargestellten Abwandlungen des Aktors 4 und des Verteilelements 1. Das erfindungsgemäße Verteilelement 1 von Fig. 7b entspricht dem Verteilelement 1 von Fig. 7a mit dem Unterschied, dass die zweite Schicht 20 ungefähr so dick wie die erste Schicht 10 ausgebildet ist. Ausserdem ist die zweite Schicht 20 oberhalb der elastischen Bereiche 100 und des Hohlraums 101T mit einem Stempel 21 versehen, der mit der zweiten Schicht 21 einstückig sein kann und dessen Elastizitätskoeffizient in der Größenordnung des Elastizitätskoeffizienten der zweiten Schicht 20 liegen kann. Der Stempel 21 kann jedoch auch aus einem Material ausgewählt sein, dessen Elastizitätskoeffizient sich deutlich von dem Elastizitätskoeffizienten der zweiten Schicht 20 unterscheidet, und an geeigneten Positionen mit der zweiten Schicht 20 verbunden sein, was in der Ausführung von Fig. 7c schematisch dargestellt ist. In den Ausführungsbeispielen von Fig. 7b und c ist der Stempel 21 jeweils oberhalb der Schicht 20 angeordnet; um die Volumenänderung des Hohlraums 101T bei Druck auf die zweite Schicht 20 zu begünstigen kann jedoch zusätzlich zu oder statt dem Stempel 21 ein mit ihm korrespondierender Stempel auf der der Schicht 10 zugewandten Oberfläche der zweiten Schicht 20 angeordnet sein, und/oder die zweite Schicht 20 kann dort entsprechend strukturiert sein, was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. In Übereinstimmung mit den Positionen der elastischen Bereiche 100 der zweiten Schicht 20 und von Hohlräumen 100 in der ersten Schicht 10 werden erfindungsgemäß eine Vielzahl korrespondierender Aktoren 4 insbesondere flächenhaft in Arrayanordnung in einem externen Analysegerät 5 bereitgestellt, deren auch hochfrequente vorbestimmte Schaltung in Übereinstimmung mit der ausgewählten Funktion des Verteilelements 1 erfolgt und geeigneter Weise elektronisch gesteuert wird, wobei die elektronische Steuerung der Aktoren geeigneter Weise in Übereinstimmung mit Steuer-Informationen aus dem vorstehend beschriebenen Speicherelement 103 erfolgt, so dass ein zeitlich und funktional vorbestimmter Druckauf- und -Abbau auf ausgewählte elastische Bereiche 100 der zweiten Schicht 20 bereitgestellt ist.
  • Anstelle mit einem Aktors 4 der Ausführung von Fig. 7a wirken die Stempel 21 der Ausführungen von Fig. 7b und c mit entsprechend auf der der zweiten Schicht 20 zugewandten Seite der vorstehend beschriebenen dritten Schicht 30 oder innerhalb einem nachfolgend beschriebenen Analysegerät 50 ausgebildeten und angeordneten Kulissen 32, 52 zusammen, wobei jeweils mittels Verschiebung des Verteilelements 1 relativ zur Kulisse 32, 52 und dadurch erfolgendes Zusammenwirken der Kulisse 32, 52 mit einem Stempel 21 ein zur Volumenänderung eines Hohlraums 101T erforderlicher Druck bereitgestellt wird. Die Kulissen 32, 52 können erfindungsgemäß korrespondierend mit den elastischen Bereichen 100 der zweiten Schicht 20 und den Stempeln 21 ausgebildet und angeordnet sein, so dass ein zeitlich und funktional vorbestimmter Druckauf- und -Abbau auf ausgewählte elastische Bereiche 100 der zweiten Schicht 20 bereitgestellt ist.
  • Fig. 8a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Analysegeräts 5 zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Verteilelements 1, wobei in dem Gerät 5 geeignete Mittel zur Druckausübung und/oder zur Analyse und/oder zum Lesen und/oder zum Schreiben von Daten auf das Verteilelement 1 und/oder zum Einbringen und/oder zur Entnahme von Probenflüssigkeit und/oder Reagenzien und/oder Wirkstoffen angeordnet sind. Wie vorstehend anhand von Fig. 7a beschrieben umfasst das Analysegerät 5 geeigneter Weise eine vorbestimmte Anzahl von wenigstens einem Steuer- und/oder Analyseelement und insbesondere einem Mikro-Aktor, der in Übereinstimmung mit wenigstens einem elastischen Bereich 100 der zweiten Schicht 20 angeordnet ist, und geeigneter Weise von einer ebenfalls in dem Analysegerät angeordneten elektronischen Steuerung gesteuert wird, wobei die Steuersignale zur zeitlichen und/oder funktionalen Steuerung vorteilhaft in Übereinstimmung mit von aus einem elektronischen Datenspeicher des Verteilelements 1 gelesenen Daten erfolgen, und wobei ein Steuerelement insbesondere ein Mikroaktor zur Druckausübung auf einen elastischen Bereich 100 und/oder ein optisches Element und/oder elektronisches Element und/oder Heizelement und/oder chemisches Element und/oder biologisches Element und/oder magnetisches Element und/oder eine Kombination aus den vorstehenden Elementen sein kann.
  • Wie vorstehend anhand von Fig. 7a beschrieben kann in dem Analysegerät 5 ausserdem wenigstens eine Kulisse 52 angeordnet, die insbesondere mit auf elastischen Bereichen 100 der Schicht 20 angeordneten Stempeln 21 und/oder den elastischen Bereichen 100 zusammenwirkt.
  • Fig. 8b und c zeigen eine schematische Darstellung eines Analyseelements 6, das geeigneter Weise als Chip 6 ausgebildet ist, und wobei das Verteilelement 1 geeigneter Weise auf dem Chip 6 angeordnet ist, und wobei das Analyseelement 6 als ein miniaturisiertes vorstehendes Analysegerät 5 in Chipbauweise ausgebildet sein kann und wenigstens eines der vorstehend beschriebenen Merkmale des Analysegeräts 5 umfasst, und wobei mittels der vorstehenden Kombination aus Verteilelement 1 und Chip 6 ein erfindungsgemäßes Lab-on-a-Chip bereitgestellt ist, und wobei die Abmessungen des erfindungsgemäßen Lab-on-a-Chips 6 vorteilhaft in einem Bereich von 0,1 cm2 bis 10000 cm2, noch von 1 cm2 bis 1000 cm2, noch vorteilhafter von 4 cm2 bis 100 cm2, noch vorteilhafter von 5 cm2 bis 50 cm2 liegen.
  • Wie in Fig. 8c schematisch dargestellt ist, kann das erfindungsgemäße Verteilelement 1 hierbei geeigneter Weise sandwichartig zwischen zwei Chips 6 angeordnet sein, und insbesondere die erste 10 Schicht und/oder dritte 30 Schicht des Verteilelements 1 kann geeigneter Weise mit dem Chip 6 einstückig ausgebildet sein, wobei mit dieser Abwandlung des vorstehenden Lab-on-a-Chips 6 ein erfindungsgemäßes Lab-on-a-Card bereitgestellt ist. Bei der Ausführung von Fig. 8c kann die zweite Schicht 20 vorteilhaft gleich dick oder dicker als die erste 10 und/oder dritte 30 Schicht 30 ausgebildet sein, und ausserdem können vorteilhaft Mittel zur Druckausübung auf elastische Bereiche 100 der zweiten Schicht 20 auch innerhalb der zweiten Schicht 20 angeordnet sein, wie vorstehend anhand von Fig. 4 beschrieben ist.

Claims (22)

1. Verteilelement (1) für Flüssigkeiten und Gase;
das Verteilelement (1) ist im wesentlichen zweidimensional ausgebildet und umfasst wenigstens eine erste Schicht (10) und eine zweite Schicht (20), die übereinanderliegend angeordnet sind;
in der ersten Schicht (10) ist wenigstens ein Bereich (100) mit wenigstens einem Hohlraum (101, 102) zur wenigstens teilweisen Aufnahme wenigstens einer Flüssigkeit und/oder eines Gases und/oder eines Wirkstoffes ausgebildet;
der Elastizitätskoeffizient der zweiten Schicht (20) ist wenigstens in einem Teilbereich der Schicht (20), der über einem Hohlraum (101, 102) angeordnet ist, derart ausgebildet, dass mittels Druck auf die zweite Schicht (20) die Flüssigkeit und/oder das Gas und/oder der Wirkstoff in dem Hohlraum transportiert wird.
2. Verteilelement (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
der Hohlraum (101, 102) umfasst wenigstens einen ersten (101), zweiten (102) und dritten (101) Hohlraum, wobei der Querschnitt des ersten und dritten Hohlraums (101) sehr viel größer ist als der Querschnitt des zweiten Hohlraums (102);
der zweite Hohlraum (102) ist ein Kanal, der den ersten (101) und zweiten (101) Hohlraum verbindet.
3. Verteilelement (1) nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch:
die zweite Schicht (2) ist beträchtlich dünner als die erste Schicht (1).
4. Verteilelement (1) nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch:
die zweite Schicht (20) hat eine Dicke, die gleich dick oder dicker als die erste Schicht (10) ist
5. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch:
die elastischen Bereiche der zweiten Schicht (20) sind oberhalb von Hohlräumen (101) in der ersten Schicht (10) auf der Oberseite und/oder der Unterseite der zweiten Schicht (20) korrespondierend mit der Geometrie des Hohlraums (101) strukturiert und/oder es sind dort entsprechende stempelartige Vorsprünge an der zweiten Schicht (20) angeordnet.
6. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch:
das Verteilelement (2) umfasst mehr als einen Bereich (100) mit unterschiedlichen Flüssigkeiten und/oder Wirkstoffen und/oder Hohlräumen (101), wobei die Bereiche (100) miteinander in Verbindung stehen können und/oder sich zumindest teilweise überlappen können.
7. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch:
wenigstens ein Hohlraum (101) in der ersten Schicht (10) ist aus wenigstens einem der nachfolgenden funktionellen Hohlraumstrukturen ausgewählt und entsprechend strukturiert.:
- Lager/Transport-Struktur (101L)
- Transport/Pump-Struktur-Hohlraum (101T),
- Misch-Struktur-Hohlraum (101M),
- Reservoir-Struktur-Hohlraum (101R),
- Analyse-Struktur-Hohlraum (101A),
- Ventil-Struktur-Hohlraum (101V),
- Dioden-Struktur-Hohlraum. (101D)
8. Verteilelement (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch:
der Lager/Transport-Struktur (101L) umfasst wenigstens einen ersten und zweiten Hohlraum (101L1) und (101L2), die in der ersten Schicht (10) benachbart ausgebildet sind und durch einen Steg (101LS) getrennt sind, wobei
die zweite Schicht (20) mit der ersten Schicht (10) insbesondere auch in der Umgebung des ersten und zweiten Hohlraums (101L1, 101L2) verschweisst sind, und
die zweite Schicht (20) jedoch oberhalb und/oder in der Umgebung des Stegs (101LS) nicht mit dem Steg (101LS) und/oder der ersten Schicht (10) verschweisst ist.
9. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch:
der Analyse-Struktur-Hohlraum (101A) ist benachbart mit einem ebenfalls in der ersten Schicht (10) ausgebildetem Anlayseelement (101AE) angeordnet.
10. Verteilelement (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch:
das Analyseelement (101AE) umfasst wenigstens eines der nachfolgenden Elemente:
- optisches Element,
- elektronisches Element,
- Heizelement,
- chemisches Element,
- biologisches Element
- magnetisches Element,
- eine Kombination aus den vorstehenden Elementen.
11. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch:
das Verteilelement (1) umfasst ausserdem eine elektronisches Speicher- und/oder Prozessorelement (103).
12. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch:
das Element (1) umfasst eine dritte Schicht (30) mit einem Elastizitätskoeffizient in der Größenordnung des Elastizitätskoeffizienten der ersten (10) Schicht;
und die zweite Schicht (20) ist sandwichartig zwischen der ersten (10) und dritten (30) Schicht angeordnet.
13. Verteilelement (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch:
die dritte Schicht (30) ist eine Schutzschicht zum Schutz der elastischen Bereiche der zweiten Schicht (20);
die dritte Schicht (30) ist abnehmbar mit der ersten (10) und zweiten (20) Schicht verbunden.
14. Verteilelement (1) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch:
die dritte Schicht (30) entspricht in ihrem prinzipiellem Aufbau der ersten Schicht (10).
15. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch:
in der zweiten Schicht (20) sind Mittel zur Druckausübung auf die elastischen Bereiche (100) vorgesehen, die in der Nähe von in der ersten (10) und/oder zweiten (30) dritten Schicht angeordneten Hohlräumen (101) angeordnet sind.
16. Verteilelement (1) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch:
die Mittel zur Druckausübung sind ausgewählt aus den nachfolgenden Mitteln:
- Heizelemente,
- Piezoaktoren,
- Kanalsystem mit damit korrespondierenden Hohlräumen zur Aufnahme und Leitung des Druckes einer Flüssigkeit und/oder eines Gases.
17. Verteilelement (1) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch:
die dritte Schicht (30) ist an ihrer der zweiten Schicht (20) zugewandten Oberfläche (32) derart strukturiert, und mittels einer Schiene (40) zusammen mit der ersten (10) und zweiten (20) Schicht angeordnet, dass mittels Verschiebung der dritten Schicht (30) in der Schienenführung parallel zu der ersten (10) und zweiten Schicht (20) vorbestimmte Drucke auf vorbestimmte Bereiche (100) in vorbestimmter Reihenfolge ausgeübt werden.
18. Analysegerät (5) zur Aufnahme des Verteilelements (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:
in dem Gerät (5) sind Mittel zur Druckausübung und/oder zur Analyse und/oder zum Lesen und/oder zum Schreiben von Daten auf das Verteilelement (1) und/oder zum Einbringen und/oder zur Entnahme von Probenflüssigkeit und/oder Reagenzien und/oder Wirkstoffen angeordnet.
19. Analysegerät (5) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch:
in dem Analysegerät (5) sind flächenhaft eine vorbestimmte Anzahl von Mikro- Aktoren in Übereinstimmung mit den elastischen Bereichen der zweiten Schicht (20) angeordnet.
20. Analysegerät (5) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch:
in dem Analysegerät (5) ist eine Kulisse (52) angeordnet, die mit Stempeln (21) und/oder den elastischen Bereichen der Schicht (20) zusammenwirkt.
21. Analyseelement (6) für ein Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch:
das Analyseelement ist ein Chip (6);
das Verteilelement (1) ist auf dem Chip (6) angeordnet;
die vorstehende Kombination aus Verteilelement (1) und Chip (6) ist ein Lab-on-a- Chip.
22. Verteilelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch:
die Verteilelement (1) ist ein Lab-on-a-Card.
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