DE3818614A1 - Mikrobehaelter - Google Patents
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Description
In der Biotechnologie, insbesondere Biogenetik, Gentechnik, Zellfor
schung für die Pharmazie, die Heilung und Erforschung bisher insbeson
dere unheilbarer Krankheiten, aber auch in der Agrarforschung, um neue
Nahrungsquellen und Energiequellen zu erschließen und die Umwelt wieder
herzustellen, besteht die große Aufgabe eines sicheren, kontrollierten
Umgangs und der Verwahrung benötigter Substanzen, insbesondere wenn
diese eine Gefahr für die Umwelt bilden können.
Um diese Aufgaben für die menschliche Gesellschaft sozialverträglich zu
lösen, ist absolute Sicherheit beim Hantieren mit Substanzmengen, wenn
sie auch noch so klein sind, nötig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher,
eine reine, sichere Verwahrung und Handhabung von Substanzen zu erleich
tern bzw. zu gewährleisten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Mikrobehälter gemäß Patentan
spruch 1 für die dort genannten Zwecke, der den Vorteil aufweist, daß er
in großen Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden kann. Er ermög
licht eine sichere Aufbewahrung einer Vielzahl von Proben. Die Anordnung
der Kavitäten zueinander gestattet ein rechnergesteuertes Einfüllen von
Substanzen, sowie deren gezielte Mischung. Die einzelnen Behälter beste
hen aus Inertmaterial. Die Behälter sind zuverlässig verschließbar und
werden mit Vorteil auf Dauer nicht verändert.
Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind weiteren Ansprüchen sowie
der Beschreibung und Zeichnung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen.
Auch Kombinationen dieser Merkmale gehören zur Erfindung. In der Zeich
nung zeigen:
Fig. 1 einen Behälter mit einer einzelnen Kavität und einer bestimmten
Oberflächenorientierung des kristallinen Materials;
Fig. 2 eine Abwandlung von Fig. 1;
Fig. 3 einen Behälter aus kristallinem Material;
Fig. 4 einen Behälter in Abwandlung zu Fig. 3;
Fig. 5 einen Behälter in konstruktiver Abwandlung zu Fig. 1.
Wie Fig. 1 zeigt, besteht der Behälter aus Behälterwänden mit einer, be
vorzugt mehreren Kavitäten darin, zur Aufnahme kleiner Substanzmengen,
und der Block ist abgeschlossen von einem Deckel 3. Block 1 und Deckel 3
sind aus kristallinem Material, wie Halbleitermaterial. Ebenso wird zum
erfindungsgemäßen Verschluß des Behälters mit einer zweiten Maske ein
Gegenstück erzeugt = Deckel 3, der zu den Vertiefungen 2 korrespondie
rende Erhebungen 4 aufweist, da die Masken geometrisch identisch sind.
Die Maskentechnik erlaubt eine hohe Präzision bei der Herstellung; sie
ist an sich aus der Halbleitertechnik bekannt.
Bei der genannten Technik ist von Vorteil, kristallrichtungsabhängige
anisotropes Ätzverfahren anzuwenden, weil sich dadurch, unter Ausnutzung
der selbstbegrenzenden Wirkung von (111) Kristallebenen, Vertiefungen
mit hoher geometrischer Präzision und sehr engen Toleranzen realisieren
lassen. Der Behälter in Fig. 1 kann auf (100) Silizium hergestellt wer
den, wobei die seitlich begrenzenden (111) Ebenen einen Winkel von
54,7° zur Scheibenoberfläche aufweisen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
obengenannte Ätztechniken beschränkt. Andere bekannte Arten der Einbrin
gung von Vertiefungen in Halbleiter- oder ähnliches kristallines Mate
rial können angewandt werden, wie z.B. Laserstrahl-Bohren.
Der Deckel 3 kann mit einer Erhebung 4 versehen werden, die die gleiche
54,7°-Neigung zur Kristalloberfläche aufweist wie der Behälterblock 1 im
Bereich 2 und dadurch einwandfrei dicht abschließt. Das gilt auch dann,
wenn der Deckel eine Vielzahl von Erhebungen, und der Block 1 eine Viel
zahl von Vertiefungen 2 aufweist. Sollte die Passgenauigkeit, der im
Ätzverfahren hergestellten Erhebungen und Vertiefungen an Deckel 3 und
Block 1 für einzelne Anwendungen von besonders gefährlichen Substanzen
nicht ausreichen, kann zusätzlich eine umlaufende Dichtung verwendet
werden. Fig. 5 zeigt eine Ausführung, die ihrerseits mit der
54,7°-Schräge der Erhebung 4 des Deckels korrespondiert und mit einer
weiteren einen Verschluß bilden. Außerdem können Klebstoffe oder andere
Verbindungstechniken zur Erhöhung der Dichtheit angewandt werden. Ins
besondere kann auch ein Laserstrahl im Naht-Schweißverfahren am umlau
fenden Rand des Deckels angewandt werden. Eine Vielzahl von Kavitäten 2
ist nach Größe, Ausbildung und Verteilung im Block des Behälters nicht
beschränkt.
Die Kavitäten 2 (und die Erhebungen 4) können insbesondere quadrat-,
rechteck-, kreisförmig, oval oder rautenförmig sein. Sie können sich
nach unten hin verjüngen oder erweitern - vergleiche Fig. 1 und Fig. 2
oder gleichen Querschnitt behalten, wenn sie z.B. mittels Laserstrahl
gebohrt sind (Fig. 4).
Eine zusätzliche Schicht oder Platte 5 dient als Träger oder Zwischen
träger (wieder entfernbar) mit Vorteil aus gleichem Material, z.B. Sili
zium o.ä., als Boden des Behälters, ebenfalls hermetisch dicht ab
schließend.
Die Kavitäten 2 sind in ihrer Vielzahl vorteilhaft nach einem Rastermaß
über die Oberfläche des Kristalls verteilt angeordnet in X- und Y-Rich
tung, so daß sie mittels automatischer Probesubstanzfüll oder -Entnahme
organe bzw. Probenehmer abrasterbar sind nach vorgegebenen Programm wie
in bekannten Analyseautomaten (SILAB) oder Handhabungsautomaten, Robo
tern für medizinische und andere Forschungszwecke.
Das Material des Blocks 1 muß in jedem Fall inert sein gegenüber der
Substanz, die untersucht, behandelt, verdünnt, gemischt o.a. zu einer
Reaktion gebracht werden soll oder auf ihr Ausbleiben getestet wird.
Auch als reiner Lagerbehälter ist der Behälter der Erfindung brauchbar.
Anschlüsse, Leitungen, Bohrungen, Sensoren, Lichtwellenleiter u.a. sind
ein- oder anbringbar in gewünschter Weise, ebenso können Durchleuchtun
gen (X-ray, IR-, UV-Licht-, γ-Bestrahlungen), Brutbehandlungen u.a.
Behandlungen mit dem Behälter erfolgen.
Diese Behälter können mit Vorteil auf einer Trägerfläche zusammengesetzt
sein. Auch SiO2-Glas (Quarzglas) oder Siliziumkeramiken sind als
Schicht- oder Plattenkörper wenigstens für einen Teil anwendbar. Deckel
oder Boden können u. U. auch durch Folien, Bänder einschließlich Kunst
stoff ersetzt werden, zumindest vorübergehend (zeitweise), wenn herme
tisch dicht verschließbar oder wieder verschließbar, z.B. wenn von einer
Hohlnadel durchstochen.
Die Maskentechnik kann auch im Zusammenhang mit anderen bekannten
Dünn- oder Dickschichttechniken, z.B. für die Erhebungen 4 im Deckel
oder Boden angewandt werden oder für Verbindungs- oder Deckschichten
(z.B. opt. durch- oder undurchlässig) oder z.B. als Heizschicht oder
Wärmesenke oder in Verbindung mit einem Feld-Effekt-Transistor o.a.
Auch andere als vorbeschriebene Anwendungen sind bei der Erfindung möglich.
Claims (10)
1. Mikrobehälter für alle Anwendungen, wo kleine Mengen verschiede
ner Materialien sicher verwahrt werden müssen, insbesondere für die
Zwecke der Biotechnologie, der Biogenetik, Gentechnik und Zellforschung,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Block aus inertem, kristallinem
Halbleitermaterial eine Anzahl Vertiefungen eingebracht sind, die - aus
reichend für die benötigten kleinen Substanzmengen - Mikrokavitäten bil
den und daß durch einen Deckel zugleich alle Mikrokavitäten hermetisch
dicht abschließbar sind.
2. Mikrobehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Block und der Deckel aus gleichem Material bestehen.
3. Mikrobehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Block oder Deckel aus Silizium, GaAs oder anderem einkristalli
nen Material bestehen.
4. Mikrobehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Block eine Vielzahl von Vertiefungen be
stimmter Form, Größe, Anordnung bzw. Verteilung über die dem Deckel zu
gekehrte Oberfläche eingebracht sind.
5. Mikrobehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vertiefungen durch richtungsabhängiges chemisches Ätzen eingebracht sind.
6. Mikrobehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vertiefungen durch anisotropes Ätzen eingebracht sind.
7. Mikrobehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Deckel mit zu den Vertiefungen im Block komplementären Erhebungen ver
sehen ist und hermetisch dicht paßt.
8. Mikrobehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Vielzahl der Behälter nebeneinander auf einem Träger, eine Fläche aus
füllend, angeordnet sind.
9. Mikrobehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Anordnungsmuster der Kavitäten oder Vertiefun
gen nach einem Rastermaß aufgebaut ist, so daß es (in X-Y-Richtung) von
automatischen Füll- bzw. Entleerungsorganen bzw. Probenehmern, Saughe
bern, o.ä. Mundstücken insbesondere nach einem vorgegebenen Programm ab
rastbar ist.
10. Mikrobehälter, dadurch gekennzeichnet, daß sie nicht nur
nebeneinander sondern auch über- und/oder ineinander stapelbar sind.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3818614A DE3818614A1 (de) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | Mikrobehaelter |
AT89108748T ATE103508T1 (de) | 1988-06-01 | 1989-05-16 | Vorrichtung mit traeger besonderer struktur zur aufnahme, untersuchung und behandlung von proben. |
DE89108748T DE58907327D1 (de) | 1988-06-01 | 1989-05-16 | Vorrichtung mit Träger besonderer Struktur zur Aufnahme, Untersuchung und Behandlung von Proben. |
EP89108748A EP0347579B1 (de) | 1988-06-01 | 1989-05-16 | Vorrichtung mit Träger besonderer Struktur zur Aufnahme, Untersuchung und Behandlung von Proben |
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Publications (2)
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DE3818614A1 true DE3818614A1 (de) | 1989-12-07 |
DE3818614C2 DE3818614C2 (de) | 1991-06-13 |
Family
ID=6355592
Family Applications (1)
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DE3818614A Granted DE3818614A1 (de) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | Mikrobehaelter |
Country Status (1)
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Also Published As
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