DE19917398C2

DE19917398C2 - Modulares chemisches Mikrosystem

Info

Publication number: DE19917398C2
Application number: DE1999117398
Authority: DE
Inventors: Norbert Schwesinger; Ulf Heim
Original assignee: ACCORIS GmbH
Current assignee: Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2019-04-17
Also published as: JP2002542014A; EP1175258A1; DE19917398A1; AU4399800A; WO2000062919A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Mikrosystem zur Durchführung vorzugsweise chemischer Prozesse.

Im Rahmen der technologischen Entwicklung werden auch an die Materialien für neuartige Produkte neue Anforderungen gestellt. Um neue Materialien zu entwickeln oder an sich bekannten Materialien neue Eigenschaften zu geben, ist es im Bereich der Chemie häufig erforderlich umfangreiche Versuchs reihen zu fahren, bei denen verschiedene Ausgangssubstanzen in verschiedensten Verfahrensschritten miteinander chemische Reaktionen ausführen. Derartige Versuchsreihen werden übli cherweise in den Laboren der Industrie oder Forschung durch geführt, wobei manuell verschiedene Versuchsaufbauten zum Testen unterschiedlicher Prozeßabläufe erstellt werden müssen. Die daraus resultierenden Personalkosten bei der Entwicklung neuartiger Materialien bzw. Substanzen sind hoch. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Prozesse fehlerbehaftet und nicht exakt nachvollziehbar sind, da viele subjektive Fehlerquellen vorhanden sind.

Die Herstellung bestimmter Stoffe bzw. Stoffgemische bereitet auch dort Schwierigkeiten, wo nur geringe Mengen der gewünschten Substanz benötigt werden oder wo mit gefährlichen Basissubstanzen gearbeitet wird. Chemische Prozesse, die in industriellen Großanlagen durchgeführt werden, können relativ gut gesteuert werden. Derartige Anlagen können aber nicht effizient eingesetzt werden, wenn nur geringe Mengen an Basissubstanzen verarbeitet werden sollen. Der Aufwand für den Aufbau einer geeigneten Industrieanlage wäre zu hoch, solange nicht über einen längeren Zeitraum die kontinuierliche Produktion größerer Mengen des gewünschten Substrats sichergestellt wird. Von industriellen Großanlagen können bei der Verarbeitung gefährlicher Substanzen auch Risiken für die Bediener der Anlagen oder die Umwelt ausgehen. Diese Risiken werden um so höher, je größer die Mengen der gefährlichen Substanzen sind.

In der Europäischen Patentschrift EP 0 688 242 B1 ist eine integrierte Vorrichtung für chemische Verfahrensschritte beschrieben, die dazu bestimmt ist, innerhalb eines Mikrore aktors eine oder mehrere Operationen mit Sensoren und Steu erelementen für eine spezifische chemische Reaktion auszufüh ren. Dazu werden mehrere als Reaktionszellen ausgestaltete Plättchen unter Ausbildung mindestens eines dreidimensional gewundenen durchgehenden Kanals hermetisch miteinander verbunden. Dieser Reaktor ist aber nur für die eine vorbe stimmte chemische Reaktion verwendbar, da Abwandlungen im Reaktionsablauf nicht vorgenommen werden können. Ebenso wird der Reaktor unbrauchbar, wenn eine einzelne Reaktionszelle im Reaktor defekt ist.

In der DE 195 45 130 A1 ist ein chemisches Mikrosystem beschrieben, dessen Einsatz für die Durchführung von chemi schen Schnell-Analysen vorgesehen ist. Bei diesem Mikrosystem werden einzelne Verfahrensschritte einer bestimmten Funk tionseinheit zugewiesen. Die spezifische Gestaltung der einzelnen Funktionseinheiten gestattet nur einen begrenzten Anwendungsbereich des gesamten Systems und ermöglicht ledig lich eine Durchführung unterschiedlicher Meßanalysen.

Gemäß der WO 98/10857 wird eine Matrix aus einer Vielzahl von Reaktionsbehältern zur Festphasensynthese gebildet, wobei jede aus mehreren Behältern gebildete Linie einen "Modul" darstellt. Der modulare Charakter des Systems besteht ledig lich darin, daß diese Module unabhängig voneinander, aber nur innerhalb einer vorbestimmten Parameterbandbreite betrieben werden können.

Der Artikel "Automatischer Mikroreaktor in CAV 1988, Dezem ber, S. 15-16 bezieht sich auf einen Mikroreaktor zur Unter suchung von Katalysatoren, welcher für diesen bestimmten Zweck eine begrenzte Zahl von Bauelementen vorsieht. Jede Modifikation des Systems verursacht jedoch Eingriffe in die Infrastruktur des Systems, so daß der Anwender mit den vorhandenen Strukturen selbst kein verändertes System aufbauen kann. Es ist generell nur eine feste Reihenfolge der Anordnung der einzelnen Module vorgesehen.

Schließlich ist aus dem Artikel "MINIPLANT-Technik - ausge wählte Aspekte der apparativen Gestaltung" in Chemie Inge nieur Technik 69 (1997), S. 623-631 ein System bekannt, durch welches eine Vielzahl an Apparaturen zur Realisierung viel fältiger Verfahrensabläufe bereitgestellt werden soll. Nachteilig ist dabei der erhebliche Aufwand zur Errichtung der erforderlichen Infrastruktur für eine solche MINIPLANT- Anlage. Außerdem erweisen sich technische Elemente für große Stoffströme oftmals aufgrund der geringen umzusetzenden Mengen als ungeeignet zum Einsatz in Mikrosystemen.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, in welcher chemische, physikalische oder chemisch/physikalische Prozesse ablaufen können, wobei diese Anordnung auf einfache Weise an den gewünschten Prozeßablauf angepaßt und durch ein flexibles Steuerungssystem unterstützt werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Mikrosystem zum Zwecke der Herstellung sehr geringer Mengen verschiedenster Substanzen bereitzustellen, wobei die Umrüstung des Mikrosystems abgese hen von dem einfachen Austausch von Modulen keine Installa tionsarbeiten erfordern soll.

Diese und weitere Aufgaben werden durch ein modulares Mikro system gelöst, welches mindestens eine Kopplungsschiene und eine Vielzahl von Modulen umfaßt. Erfindungsgemäß besitzt die Kopplungsschiene eine Vielzahl von Steueranschlüssen, die dem Anschluß des Mikrosystems an eine Steuereinheit dienen; einen Systembus, der mit der Vielzahl der Steueranschlüsse kommuni ziert und der Übertragung von Steuersignalen innerhalb des Mikrosystems dient; eine Vielzahl von Stoffanschlüssen, die dem Anschluß des Mikrosystems an Vorrats- und/oder Sammelbe hälter dienen; ein Stoffkanalsystem, welches mit der Vielzahl der Stoffanschlüsse kommuniziert und der Stoffübertragung innerhalb des Mikrosystems dient; und eine Vielzahl von gleichartigen, geometrisch und elektrisch definierten Modul schnittstellen, die mit dem Systembus und dem Stoffkanal system in Verbindung stehen. Erfindungsgemäß besitzt jedes aus der Vielzahl der Module einen zu den Modulschnittstellen komplementären Anschlußbereich, so daß jedes Modul in belie biger Reihenfolge auf der mindestens einen Kopplungsschiene angeordnet werden kann, wobei die Module über den Systembus und das Stoffkanalsystem miteinander in Verbindung stehen und von der Steuereinheit oder anderen Modulen Steuersignale empfangen oder an diese senden und von den Vorrats- oder Sammelbehältern oder anderen Modulen Stoffe empfangen oder an diese abgeben, und wobei zumindest einige der Module durch Steuersignale des Systembusses aktivierbare Schaltelemente zur Beeinflussung des Stoffflusses innerhalb dieser Module aufweisen.

Mit diesem modularen Mikrosystem steht ein Gerät zur Reali sierung chemischer und physikalischer Reaktionen bzw. Prozes se bereit, dessen Aufbau flexibel ist und damit die einfache Anpassung an verschiedene Prozeßabläufe ermöglicht. Durch die Definition einer einheitlichen Schnittstelle zwischen verschiedenen Modulen und der Kopplungsschiene ist es möglich, beliebige Modulkombinationen aufzubauen, und bei der Abwandlung des gewünschten Prozesses einzelne Komponenten einfach auszutauschen. Dazu stellt jedes Modul eine in sich abgeschlossene mehr oder weniger komplizierte Prozeßeinheit dar, in der die zugeführten Stoffe einem gesteuerten Prozeß unterzogen werden. Solche Prozesse können chemische Reaktio nen oder auch physikalische Vorgänge sein, wie beispielsweise eine Oxydation bzw. eine Verdampfung.

Der spezifische interne Aufbau eines beliebigen Moduls ist für die Erfindung nicht von Bedeutung. Es kommt lediglich darauf an, daß alle Module standardisierte Schnittstellen haben, die eine Anordnung in der Kopplungsschiene und eine zentrale Steuerung ermöglichen. Dies bringt auch den Vorteil mit sich, daß die einzelnen Module jederzeit ausgetauscht bzw. ersetzt werden können. Die einzelnen Module sind mit Mikrostrukturen ausgestattet, die beispielsweise durch Ätz techniken in Siliziumscheiben ausgebildet werden können. Aus der Halbleiterindustrie sind die Techniken zur Herstellung solcher Strukturen gut bekannt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des modularen Mikrosystems zeichnet sich dadurch aus, daß jedes Modul im Anschlußbereich Stoffeingänge, Stoffausgänge, Steuersignaleingänge und Steu ersignalausgänge besitzt. Dadurch können die einzelnen Module sowohl Stoffe empfangen, als auch die Ergebnisse der im Modul abgelaufenen Prozesse in stofflicher Form abgeben. Außerdem lassen sich über die Steuereingänge die Module und die dort ablaufenden Prozesse steuern, und die Steuerausgänge ermögli chen die Datenübermittlung an andere Module oder an die zentrale Steuereinheit. So können beispielsweise die Meßer gebnisse von in den Modulen angeordneten Sensoren an die Steuereinheit übermittelt werden, wo sie zur weiteren Daten verarbeitung zur Verfügung stehen.

Vorzugsweise werden als Steuersignale elektrische oder opti sche Signale verwendet, da diesbezüglich ausgereifte Übertra gungstechniken zur Verfügung stehen. Es können bei abgewandelten Ausführungsformen aber auch Informationen durch hydraulische oder pneumatische Signale übertragen werden.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des modularen Mikrosystems besitzt ein Stoffkanalsystem, welches für die Leitung von fluidischen Stoffen ausgelegt ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform können auch gasförmige Stoffe verarbeitet werden.

Für den dezentralen Einsatz des erfindungsgemäßen Mikro systems ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit ein Perso nalcomputer ist. Solche Mikrosysteme können beispielsweise in Laboren oder auch in Apotheken, Drogerien und Reformhäusern zur Erzeugung kleiner Mengen pharmazeutischer Produkte genutzt werden. Durch den Einsatz fertig konfektionierter Module und die komplikationsfreie Anordnung der Module auf der Kopplungsschiene ist kein spezielles Know-how erforder lich, um chemische Prozeßanlagen aufzubauen, mit denen die gewünschten Produkte erzeugt werden können. Die modularen Mikrosysteme können daher direkt dort zum Einsatz kommen, wo das gewünschte Produkt benötigt wird. Bei verderblichen Stof fen ist damit sichergestellt, daß die Herstellung des Stoffes erst zum Zeitpunkt des tatsächlichen Bedarfs erfolgen muß, es ist sogar denkbar, daß derartige Mikrosysteme von bestimmten Benutzergruppen im Wohnbereich eingesetzt werden, beispiels weise um benötigte Medikamente jederzeit frisch zuzubereiten. Wenn in diesen Fällen die Steuerung über einen gewöhnlichen Personalcomputer erfolgt, der an den meisten denkbaren Einsatzpunkten des erfindungsgemäßen Mikrosystems zur Verfü gung steht, reduziert sich der notwendige Aufwand für die Gesamtanlage weiter.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform können in dem Mikro system kontinuierliche chemische Reaktionen ablaufen. Die einzelnen dabei erforderlichen Prozeßschritte werden in den jeweiligen. Modulen ausgeführt. Die Modulzusammenstellung auf der Kopplungsschiene erfolgt im Baukastenprinzip, wobei die einzelnen Schritte einer gewünschten Reaktion nacheinander in einzelnen Modulen ablaufen. Somit ist es mit dem erfindungs gemäßen Mikrosystem möglich, beliebige chemische Reaktionen im Mikromaßstab ablaufen zu lassen. Die Kontrolle dieser Reaktionen erfolgt wiederum vermittelt über die Kontrolle der Einzelmodule durch eine zentrale Steuereinheit.

Vorzugsweise sind in den Modulen Schaltelemente enthalten, die in Reaktion auf Steuersignale vom Systembus den Stofffluß innerhalb des Moduls beeinflussen. Solche Schaltelemente können Ventile oder schaltbare Kanalsysteme innerhalb der Module sein.

Bei abgewandelten Ausführungsformen des modularen Mikro systems können auch mehrere Kopplungsschienen eingesetzt werden, wobei vorzugsweise gleichartige Kopplungsschienen verwendet werden. Die Modulschnittstellen setzen besondere Stecksysteme ein, wie sie aus dem Stand der Technik für den Aufbau von Kanalsystemen an sich bekannt sind.

Als Module für das Mikrosystem kommen beispielsweise Mikromi scher, Mikropumpen, Mikroventile, Mikroreaktoren, Mikrover weiler, Mikroheizer, Mikrokühler, Mikroseparatoren, Mikroex traktoren, Mikroverzweiger, Mikroverdunster, Mikroverdampfer und/oder Mikrosensoren zum Einsatz. Durch die Anwendung von Technologien der Mikrosystemtechnik innerhalb der einzelnen Module ist es mit dem modularen Mikrosystem auch möglich, kleinste Mengen von Chemikalien zu behandeln und zu neuen Stoffen bzw. Stoffgemischen zusammenzusetzen. Die Möglich keit, mit sehr kleinen Stoffmengen zu arbeiten, bringt außer dem den Vorteil mit sich, daß überlicherweise schwer beherrschbare chemische Reaktionen besser kontrollierbar werden und ein mögliches Gefahrenpotential deutlich reduziert wird. Nicht zuletzt reduzieren sich die Abfallmengen und die daraus entstehenden Fertigungskosten.

Das erfindungsgemäße modulare Mikrosystem eröffnet die Möglichkeit, mit geringem Aufwand Prozeßparameter in defi nierten Reaktionen zu optimieren, da die einzelnen Parameter durch die zentrale Steuereinheit innerhalb einer vorgegebenen Versuchsreihe automatisch verändert bzw. angepaßt werden können. Theoretisch prognostizierte Reaktionen können mit dem Mikrosystem im kontinuierlichen Betrieb verifiziert werden. Vor dem Aufbau industrieller Großanlagen können mit dem modu laren Mikrosystem alle Reaktionen in einer miniaturisierten Anlage getestet werden, so daß zum Beispiel auch Skalierungs regeln für Massenprodukte entwickelt werden können. Da die Steuerung des modularen Mikrosystems von einer zentralen Steuereinheit erfolgt und die Datenübertragung zwischen der Steuereinheit und den einzelnen Modulen durch elektrische Signale vorgenommen werden kann, kann die Steuereinheit auch räumlich getrennt von dem eigentlichen Mikrosystem positio niert werden. Ebenso können die Steuerdaten zwischen verschiedenen Steuereinheiten ausgetauscht werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines modularen. Mikrosystems mit einem Personalcomputer als Steuereinheit;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung vernetzter Labore, jeweils mit einem modularen Mikrosystem;

Figur. 3 eine Prinzipdarstellung eines weltweiten Netzwerkes, bestehend aus mehreren modularen Mikrosystemen.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines modularen Mikro systems, welches eine Kopplungsschiene 1 und eine Vielzahl von Modulen 2 (hier dargestellt Module 2a-2f) umfaßt. Die Kopplungsschiene 1 besitzt eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse 3 und eine Vielzahl von Stoffanschlüssen 4. Außer dem stellt die Kopplungsschiene 1 einen mechanischen Rahmen zur Verfügung, in welchem eine Vielzahl von gleichartigen, geometrisch und elektrisch definierten Modulschnittstellen 5 vorgesehen sind.

Die Module 2 besitzen im gezeigten Beispiel an ihrer Unter seite jeweils einen Anschlußbereich 6 der komplementär zu den Modulschnittstellen 5 ausgebildet ist. Es kommen spezielle Stecksysteme zum Einsatz, die als solche aber bekannt sind und daher nicht näher erläutert werden. Bei anderen Ausfüh rungsformen kann der Anschlußbereich auch an einer beliebigen anderen Stelle des Moduls angeordnet werden, wenn dies für den speziellen Einsatzfall zweckmäßig ist. Die Steueran schlüsse 3 können als elektrische Anschlüsse oder auch als Anschlüsse für die Übertragung optischer Signale ausgebildet sein. Die Steueranschlüsse 3 sind mit einem Systembus verbun den, der die anliegen Steuersignale zu den Modulschnittstel len. 5 und von dort aus in die eingesteckten Module 2 in deren Anschlußbereich 6 überträgt. Der Anschlußbereich 6 der Module stellt auch einen Übergangsbereich für vorzugsweise fluidi sche Stoffe bereit, so daß die an den Stoffanschlüssen 4 zugeführten Basissubstanzen über ein Stoffkanalsystem inner halb der Kopplungsschiene 1, vermittelt über die Modul schnittstellen 5, in die einzelnen Module 2 einströmen können. Das entsprechende Stoffkanalsystem kann in einem einfachen Fall durch Schläuche oder Rohre gebildet sein. Die zu verwendenden Materialien hängen von den zu transportieren den Substanzen ab. Da eine Vielzahl von Stoffanschlüssen 4 zur Verfügung steht, können auf einzelnen Abschnitten des Stoffkanalsystems die Basissubstanzen transportiert werden, während auf anderen Abschnitten des Kanalsystems die Zwischenprodukte von einem Modul zu einem nachfolgenden Modul transportiert werden und auf einem dritten Abschnitt des Kanalsystems die gewünschten Endprodukte wiederum zu den Stoffanschlüssen 4 geführt werden. Sämtliche chemische und physikalische Reaktionen und Prozeßschritte werden innerhalb eines oder mehrerer an den speziellen Prozeßschritt angepaß ten Module ausgeführt.

Als Module kommen Mikrosysteme zum Einsatz, wie sie beispiel haft in der Beschreibungseinleitung aufgeführt wurden. Zum besseren Verständnis eines solchen Mikromoduls wird ergänzend auf die Deutsche Patentanmeldung DE 198 55 256 A1 verwiesen, in der ein Mikroseparator beschrieben ist, der in seinem äußerem Aufbau ohne weitere Schwierigkeiten in Form eines solchen Moduls konfektioniert werden könnte.

In der Fig. 1 ist weiterhin ein Personalcomputer 10 darge stellt, der als zentrale Steuereinheit für das Mikrosystem arbeitet. Der Personalcomputer 10 ist über eine geeignete Verbindungsleitung 11 mit den Steueranschlüssen 3 verbunden.

Über die Steueranschlüsse werden sämtliche Steuerinformatio nen an die einzelnen Module 2 übermittelt, so daß der Prozeß ablauf allein durch Änderung der entsprechenden Steuerinfor mationen beeinflußbar ist. Größere Änderungen in der gewünschten. Reaktionsfolge können durch Umsortierung oder Austausch der einzelnen Module erreicht werden.

Es sind auch Stofftransportleitungen 12 vorgesehen, die die Stoffanschlüsse 4 mit entsprechenden Vorrats- oder Sammelbe hältern 13 verbinden. Über die Stofftransportleitungen 12 strömen die fluidischen Ausgangssubstanzen zu den Modulen. 2 und die Endsubstanzen werden von den Modulen über die Stoff transportleitungen 12 in die Sammelbehälter 13 eingespeist.

In einer Prinzipdarstellung ist in Fig. 2 eine Verknüpfung von zwei modularen Mikrosystemen zu einem Labornetzwerk gezeigt. In einem ersten Labor ist wiederum ein aus der Kopp lungsschiene 1 und einer Vielzahl von Modulen 2 bestehendes Mikrosystem aufgebaut. Dieses Mikrosystem wird von dem Perso nalcomputer 10 gesteuert. In einem zweiten Labor befindet sich eine zweite Kopplungsschiene 101 mit zweiten Modulen 102. Das so aufgebaute zweite Mikrosystem wird von einem zweiten Personalcomputer 110 gesteuert. Die beiden Personal computer 10 und 110, die die Steuereinheiten für die beiden Mikrosysteme darstellen, sind über ein internes Datennetz 20 verbunden. Auf diese Weise können beispielsweise in verschie denen Laboren parallele Versuchsreihen durchgeführt werden, die eine sofortige Verifizierung von Versuchsergebnissen ermöglichen. Es ist auch möglich, nach Abschluß einer entsprechenden Reaktion im ersten Labor, die Daten zur Steue rung des Mikrosystems an das zweite Labor zu übertragen, um dort gegebenenfalls mit anderen Ausgangssubstanzen, die im ersten Labor nicht zur Verfügung stehen, den Prozeß in abge wandelter Weise zu wiederholen.

Fig. 3 zeigt in einer Prinzipdarstellung ein globales Netz werk, in welchem mehrere modulare Mikrosysteme integriert sind. Jede Einheit umfaßt ein modulares Mikrosystem, wiederum aus der Kopplungsschiene 1 und den Modulen 2 bestehend, die von der Steuereinheit 10 gesteuert werden. Der Datenaustausch erfolgt wiederum zwischen den einzelnen Steuereinheiten, wobei es auf die Art und Weise der Datenübertragung nicht ankommt. Einmal erfolgreich durchgeführte chemische Reaktio nen können auf diese Weise innerhalb kürzester Zeit an entfernten Orten nachvollzogen werden. Dafür ist es ausrei chend, wenn dieselben Ausgangssubstanzen zur Verfügung stehen, gleichartige Module verwendet werden und von der jeweiligen Steuereinheit ein und dasselbe Steuerprogramm abgearbeitet wird.

Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen modularen Mikrosystems sind letztlich nur durch die zur Verfügung stehenden Einzelmodule mit ihren speziellen Gestal tungen begrenzt. Solche Einzelmodule können auch von verschiedenen spezialisierten Herstellern bereitgestellt werden, solange sie die standardisierten Anforderungen an die Modulschnittstellen und die komplementären Anschlußbereiche erfüllen. Auch die Steuerung dieser Module läßt sich weitge hend vereinfachen, wenn zu jedem einzelnen Modul eine bestimmt Routine zur Verfügung steht, mit welcher sämtliche Funktionen des Moduls angesteuert werden können und die sich in eine komplexes Steuerprogramm ohne weiteres integrieren läßt. Es ist wiederum ausreichend, wenn die Schnittstellen zwischen diesen Steuerroutinen standardisiert sind.

Claims

1. Modulares Mikrosystem zur Durchführung vorzugsweise chemi scher Prozesse, umfassend

- mindestens eine Kopplungsschiene (1) mit;
- einer Vielzahl von Steueranschlüssen (3), die dem Anschluß des Mikrosystems an eine Steuereinheit (10) dienen;
- einem Systembus, der mit der Vielzahl der Steueran schlüsse (3) kommuniziert und der Übertragung von Steuersignalen innerhalb des Mikrosystems dient;
- einer Vielzahl von Stoffanschlüssen (4), die dem Anschluß des Mikrosystems an Vorrats- und/oder Sammel behälter (13) dienen;
- einem Stoffkanalsystem, welches mit der Vielzahl der Stoffanschlüsse (4) kommuniziert und der Stoffübertra gung innerhalb des Mikrosystems dient; und
- einer Vielzahl von gleichartigen, geometrisch und elektrisch definierten Modulschnittstellen (5), die mit dem Systembus und dem Stoffkanalsystem in Verbin dung stehen; und
- eine Vielzahl von Modulen (2), in denen die Stoffe gesteuerten Prozessen unterliegen, wobei die Module einen zu den Modulschnittstellen (5) komplementären Anschlußbereich (6) besitzen und in beliebig wählbarer Reihenfolge und entsprechend des gewünschten Prozeßab laufs auf der mindestens einen Kopplungsschiene (1) anordenbar sind, so daß sie über den Systembus und das Stoffkanalsystem miteinander in Verbindung stehen und von der Steuereinheit (10) oder anderen Modulen (2) Steuersignale empfangen oder an diese senden und von den Vorrats- oder Sammelbehältern (12) oder anderen Modulen (2) Stoffe empfangen oder an diese abgeben, und wobei zumindest einige der Module (2) durch Steuersignale des Systembusses aktivierbare Schaltelemente zur Beeinflus sung des Stoffflusses innerhalb dieser Module aufweisen.

2. Modulares Mikrosystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jedes Modul (2) im Anschlußbereich (6) Stoffeingänge, Stoffausgänge, Steuersignaleingänge und Steuersignalausgänge besitzt.

3. Modulares Mikrosystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoffkanalsystem für die Leitung von fluidischen Stoffen ausgelegt ist.

4. Modulares Mikrosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (10) ein Personalcomputer ist.

5. Modulares Mikrosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mikrosystem kontinuier liche chemische Reaktionen ablaufen.

6. Modulares Mikrosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale elektrische Signale sind.

7. Modulares Mikrosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale optische Signale sind.

8. Modulares Mikrosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Kopplungsschienen (1) umfaßt.

9. Modulares Mikrosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eines oder mehrere der folgenden Module (2) umfaßt:

- Mikromischer,
- Mikropumpen,
- Mikroventile,
- Mikroreaktoren,
- Mikroverweiler,
- Mikroheizer,
- Mikrokühler,
- Mikroseparatoren,
- Mikroextraktoren,
- Mikroverzweiger,
- Mikroverdunster,
- Mikroverdampfer und
- Mikrosensoren.