EP1622715A1 - Mikroverfahrenschnischer baustein - Google Patents

Mikroverfahrenschnischer baustein

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EP1622715A1
EP1622715A1 EP04728110A EP04728110A EP1622715A1 EP 1622715 A1 EP1622715 A1 EP 1622715A1 EP 04728110 A EP04728110 A EP 04728110A EP 04728110 A EP04728110 A EP 04728110A EP 1622715 A1 EP1622715 A1 EP 1622715A1
Authority
EP
European Patent Office
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housing
microfluidic
module according
microprocessing
microprocessing module
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04728110A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Schmalz
Heinz Allmann
Michael HÄBERL
Hans Muntermann
Michael Schmelz
Frank Schwarz
Reiner Funck
Astrid Lohf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10344227A external-priority patent/DE10344227A1/de
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP1622715A1 publication Critical patent/EP1622715A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
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    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
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    • B01L2300/1883—Means for temperature control using thermal insulation

Definitions

  • the invention relates to a microprocessing module that has at least one process engineering microfluidic element.
  • microreactor elements have been developed that allow, for example, mixing, separating, tempering and analyzing the smallest amounts of liquid or gas.
  • Complete microreaction systems not only allow a very effective and cost-effective production or analysis of chemical substances, but also make it possible for the first time not possible reaction processes that are only possible due to a changed fluid dynamics that occurs when such miniaturized microfluidic structures are used.
  • the manufacture of a microreaction system is due to the small dimensions of the individual structures and
  • microreaction system is complex to handle and can be used easily damaged in everyday laboratory work.
  • Modular microprocessing systems which consist of interconnectable, individual modules, each of which can contain one or more process steps, have been developed especially for the needs in research institutions.
  • a complex microreaction engineering system can be built up from the individual modules, which contain microfluidic elements such as pumps, mixers or analysis devices. _The individual modules are much cheaper to manufacture and can be replaced in the event of damage without having to replace the entire microreaction system.
  • the individual components have fluidic and possibly further connections, which must be connected to one another or to external device connections when a microreaction system composed of several components is set up.
  • the previously known microreaction modules of this type do not, however, have any universal uses. and standardized connections for the fluidic and, for example, electrical connections. Even if only uniform components from a certain system provider are used, the lengthy connection technology makes it a long time
  • a microprocessing module with at least one process engineering microfluidic element and with microfluidic channel connections, the microprocessing module being arranged in a thermally insulating housing which Microfluid channel connections are passed through the housing and connecting elements for connecting individual housings are arranged on the housing, so that the respectively assigned microfluid channel connections can be tightly connected to one another.
  • the individual building blocks of a complex microreaction system composed of several building blocks are thermally decoupled from one another, so that a targeted temperature control of the individual microfluidic elements of the microprocessing building block is possible.
  • the housing has connections arranged on the outside, so that respectively assigned connections are also connected to one another when two housings are connected to one another. While a simple contacting of the connections is sufficient for electrical connections, for example, fluid connections can and must be tightly connected to one another by using suitable connection devices. It has been shown that a tight fluid connection can be established using commercially available fluid connections even with a slight contact pressure of the interconnected housings.
  • the mechanical and fluidic connection technology can be largely integrated into the housing, so that projecting connection or connection elements can be avoided, which would otherwise be exposed to increased mechanical stress in everyday laboratory work.
  • the microfluidic element is essentially completely thermally conductive Material is surrounded.
  • the microfluidic element can, for example, be accommodated in a metal block which is arranged in the interior of the insulating housing.
  • the good thermal conductivity of the metal block ensures a uniform temperature control of the microfluidic element contained therein, with the surrounding housing achieving thermal insulation of the individual microfluidic elements.
  • the thermally conductive is aluminum or copper and the housing could be made of any other suitable material such as ceramic or a plastic that meets the requirements. These materials have sufficient thermal properties for most requirements, are easy to process and are sufficiently resistant for use in everyday laboratory work.
  • connection block arranged fluid connections and an arm transfer block with facilities for Temperature control is arranged.
  • the microfluidic element can be arranged between these two blocks, which are preferably made of aluminum or copper and can be detachably connected to one another, in such a way that, apart from the respective connections, it is completely removed from the one used
  • the microfluidic element is connected to all fluid and, for example, electrical connections in the surrounding blocks, without the individual connections having to be made manually in each case.
  • the microfluidic elements which are not necessarily produced in the form of a chip, can also be used, the shape of the connection block or of the heat transfer block in each case matching the microfluidic
  • connection connections in the connection block are connected to the connections arranged in the housing via hoses and lines. If the microfluidic element malfunctions, it can be removed and replaced without further effort, in particular without the manual loosening and reconnection of connections and connecting lines.
  • Heat transfer blocks are used, their shape and Connection arrangement is adapted to different geometries of microfluidic elements.
  • connection block has devices for
  • Has temperature control An electrical heater, in particular a resistance heater or a fluid-operated heat exchanger with a predeterminable fluid temperature, which are arranged in the heat exchanger block and, if appropriate, in the connection block, can be considered. Temperature control by one or more Peltier elements, by inductive or microwave heating can also be used. It is also possible to combine different possibilities of temperature control with one another, or to apply them at different times simultaneously or depending on the reaction method just carried out.
  • the temperature of the microfluidic element can be regulated.
  • one or more sensors for temperature measurement are arranged in the immediate vicinity of the microfluidic element.
  • the connection block and the heat exchanger block can have sufficiently small dimensions in order to cause only a low thermal inertia when the temperature changes due to the low heat capacity of the blocks. This enables fast, effective temperature control within a wide temperature range, which enables both the production of the smallest quantities of chemicals and rapid parameter screening for experimental tests.
  • sensors such as pressure, flow, conductivity, temperature, optical or pH sensors are arranged on the microfluidic element in the housing. About appropriate, through that
  • the individual sensors can be connected to external measuring devices through connecting lines which are guided through the housing and provided with detachable connections . and supply them with measured values. Since the individual sensors are located inside the housing and can be activated if necessary, undesired influencing of a reaction taking place in the microfluidic element is largely ruled out. The arrangement of the individual sensors, which does not have to be changed even when changing a microfluidic element, remains reproducible over many test series and enables reliable and repeatable measurements.
  • microfluidic components such as valves, check valves or pumps are arranged on the microfluidic element and / or the microfluidic channel connections.
  • microfluidic components enable controlled reaction control and fluid flow control within the microprocessing module, or the microfluidic element, which is largely independent of an external fluid supply or subsequent process steps.
  • Connection element for connecting individual housings has a conical screw which has a locking pin with a bore adapted to the conical screw, which protrudes from a first of the housings to be connected, releasably pressed firmly into a recess of a second housing adapted to the locking pin.
  • the locking pin of one housing is first inserted into the recess, usually a bore, of the second housing, and is firmly attached with a conical screw that can be screwed to the second housing and whose conically tapering section protrudes through the bore of the locking pin connected to the second housing.
  • the arrangement of the bore in the locking pin and the design of the conical section of the conical screw are coordinated with one another such that as the conical screw is increasingly screwed into the second housing, the
  • Locking pin and the associated first housing are pressed increasingly firmly against the second housing.
  • a defined contact pressure of the two housings can be achieved with simple means, which also ensures a reliable and tight connection of the associated ones
  • the housing has protrusions and recesses on the side faces for a form-fitting arrangement of individual housings relative to one another.
  • projections and recesses adapted to them facilitate the precise positioning of the housings to be connected relative to one another. This ensures that the associated fluid connections and, if necessary, electrical connections, even when a connection between two housings is established quickly Contactings are reliably and tightly connected or manufactured.
  • this type of connection ensures that the side faces of two housings to be connected are not mixed up.
  • the microprocessing module on the bottom surface of the housing has devices for releasably fastening the microprocessing module on a base plate.
  • connection technology of the individual housings in many cases enables a reliable connection of several housings with each other and thus the construction of a complex microreaction system without any additional aids, it may be useful for certain applications to fix the individual micro process engineering components on a common base plate.
  • the common base plate can on the one hand contribute to an additional secure connection of the individual microprocessing components to one another and, on the other hand, enables the attachment of further components, such as, for example, external measuring devices which are used together with the microreaction system.
  • Fig. 1 shows the basic structure of a microprocessing module, the individual Components are shown exploded for better illustration and
  • FIG. 2 shows a structure of a complex micro-process engineering system from several interconnected micro-process engineering components according to FIG. 1.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a microprocessing module, the individual
  • FIG. 1 Components are shown in an exploded view. During the assembly of the individual components, the microprocessing module is usually held upside down, as shown in FIG. 1.
  • the microprocessing module has a housing 1, which is made of polyaryl ether ketone (PEEK) due to the desired thermal insulation properties.
  • the housing 1 could also be made of any other suitable thermally insulating material such as ceramic or a plastic that meets the requirements.
  • a heat exchanger block 2 In the interior of the housing 1 are a heat exchanger block 2 and
  • connection block 3 arranged, between which there is a microreaction chip 4.
  • the microreaction chip 4 as a concrete example for any microfluidic element has fluid channels (not shown), the characteristic dimensions of which are in the micrometer range.
  • microreaction chip 4 is usually by means of known shaping or structure-forming Process made from a thin glass plate or a silicon chip. Furthermore, other types of microreaction chip 4 are known and conceivable, in which microreaction chip 4 is made of metal or plastic. There are different versions of
  • Microreaction chips 4 or very generally known microfluidic elements which enable process engineering operations such as dosing, tempering, reactions, mixing, staying, extracting, separating, evaporating or rectifying.
  • a material with high thermal conductivity such as copper or aluminum, is usually used for the heat transfer block 2 and the connection block 3.
  • the heat transfer block 2 consists of a base block 5, the meandering grooves 6 for
  • the meandering grooves 6 are covered by a sealing plate 7.
  • the closure plate 7 On the side facing the connection block 3, the closure plate 7 has a cutout 8 which is adapted to the dimensions of the microreaction chip 4.
  • connection block 3 There are several in the connection block 3
  • Microchannel fluid connections 9 are arranged in such a way that the common, different microreaction chips 4 can each be contacted fluidically.
  • Commercial connection systems are used, which at Establish a sufficiently tight fluidic connection using the appropriate contact pressure.
  • connection block 3 and the heat transfer block 2 are firmly screwed together.
  • Supply lines for the temperature control medium 10 and heating cartridges 11 are connected to the arm transfer block 2 from the outside through the housing 1 by correspondingly adapted bores. In this way, the temperature of the microfluidic element is achieved by means of a temperature control device operated electrically or with a fluid heat transfer medium is controllable.
  • Heat exchanger block 2 has a further recess 12 for receiving a sensor 13. Due to its embedding in the heat transfer block 2, the sensor 13 is brought to the same temperature as the microreaction chip 4, so that largely unadulterated measurements are possible.
  • the microchannel fluid connections 9 are connected via a hose 14, which is only indicated schematically, to fluid connections 15 arranged in the side walls of the housing 1. Not shown are further electrical connections between the connection block 3 or the heat exchanger block 2 and the outside of the housing 1, which can be used, for example, for energy transmission or control and evaluation of further measuring devices. To contact these electrical, not shown
  • Connection can on the outside of the housing 1 additional connections such as Single plug connections, collective plug connections or terminal strips can be provided.
  • the housing 1 has projecting guide pins 16 and bores 17 adapted to them.
  • the guide pins 16 of a first housing 1 must be inserted into the bores 17 of a second housing 1, thereby ensuring a precise and reliable alignment of the individual housings 1 with one another.
  • a locking pin 18 which is fixedly connected to the first housing 1 and has a bore 19 running transversely to its longitudinal axis, is inserted into a bore 20 adapted to it in the side wall of the second housing 1.
  • a conical screw 21 with a threaded section 22 and a conically tapering section 23 is screwed to the second housing 1 such that the conically tapering section 23 with the
  • the housing 1 can be closed with a base plate 24 which is screwed to the housing 1.
  • microprocessing components are each connected to one another.
  • further microprocessing modules can be connected in a simple manner to the microreaction system shown, the locking pin 18 and the associated housing 1 of the newly added microprocessing module being fixed by screwing in the conical screw 21 and each associated fluid connections 15 are tightly connected.
  • connection technology shown enables complex microreaction systems to be set up solely by assembling the individual microprocessing components. It can be useful for various applications to attach the individual micro process engineering components on a common base plate.
  • the individual housings 1 are then locked via the respective base plates 24, which fit into the recesses in the base plate positioned and, if necessary, additionally attached.

Abstract

Ein mikroverfahrenstechnischer Baustein mit mindestens einem verfahrenstechnischen mikrofluidischen Element (4) und mit Mikrofluidkanalanschlüssen (9) weist ein das mikrofluidische Element (4) umgebendes thermisch isolierendes Gehäuse (1) auf, wobei die Mikrofluidkanalanschlüsse (9) durch das Gehäuse (1) hindurch geführt sind und Verbindungselemente zum Verbinden einzelner Gehäuse (1) an dem Gehäuse (1) angeordnet sind, so dass die jeweils zugeordneten Mikrofluidkanalanschlüsse (9) dicht miteinander verbindbar sind. Das mikrofluidische Element (4) ist zwischen einem Anschlussblock (3) und einem Wärmeüberträgerblock (2) angeordnet, wobei die Temperatur des Wärmeüberträgerblocks (2) und des Anschlussblocks (3) und damit auch des mikrofluidischen Elements (4) regelbar ist. Ein Verbindungselement zum Verbinden einzelner Gehäuse (1) miteinander weist eine konische Schraube (21) mit einem Gewindeabschnitt (22) und einem sich konisch verjüngenden Abschnitt (23) auf. Ein Verriegelungsstift (18) mit einer an die konische Schraube (21) angepassten Bohrung (19), der aus einem ersten der zu verbindenden Gehäuse (1) herausragt, wird in eine an den Verriegelungsstift (18) angepasste Aussparung (20) eines zweiten Gehäuses (1) eingeführt und mittels der konischen Schraube (21), deren sich konisch verjüngender Abschnitt (23) mit der Bohrung (19) des Verriegelungsstifts (18) in Eingriff gebracht wird, fest angepresst.

Description

Mikroverf hrenstechnischer Baustein
Die Erfindung betrifft einen mikroverfahrenstechnischen Baustein, der mindestens ein verfahrenstechnisches mikrofluides Element aufweist.
In den letzten Jahren konnte die Fluidtechnik zunehmend miniaturisiert werden, so dass heute die kontrollierte Verwendung von kleinen Fluidmengen im Bereich Mikroliter und darunter zunehmend zu Forschungs- und
Produktionszwecken auf chemischen, pharmazeutischen und biologischen Gebieten eingesetzt wird. Es wurden verschiedene Mikroreaktorelemente entwickelt, die beispielsweise das Mischen, das Separieren, das Temperieren und Analysieren von kleinsten Flüssigkeits- oder Gasmengen ermöglichen. Vollständige Mikroreaktionssysteme erlauben nicht nur eine sehr effektive und kostengünstige Produktion bzw. Analyse von chemischen Substanzen, sondern ermöglichen erstmals bislang nicht durchführbare Reaktionsabläufe, die nur auf Grund einer geänderten Fluiddynamik möglich sind, die sich bei Verwendung von derart miniaturisierten mikrofluidischen Strukturen einstellt.
Die Herstellung eines Mikroreaktionssyste s ist auf Grund der geringen Abmessungen der einzelnen Strukturen und
Anschlüsse sehr aufwendig. Das Mikroreaktionssystem ist aufwendig in der Handhabung und kann während der Verwendung im Laboralltag leicht beschädigt werden. Insbesondere für die Bedürfnisse in Forschungseinrichtungen wurden modulare mikroverfahrenstechnische Systeme entwickelt, die aus miteinander verbindbaren, einzelnen Modulen bestehen, die jeweils einen oder mehrere Verfahrensschritte beinhalten können. So kann aus den einzelnen Modulen, die mikrofluidische Elemente wie beispielsweise Pumpen, Mischer oder Analyseeinrichtungen beinhalten, ein komplexes mikroreaktionstechnisches System aufgebaut werden. _Die einzelnen Module sind dabei wesentlich kostengünstiger in der Herstellung und lassen sich im Falle einer Beschädigung ersetzen, ohne dass das gesamte Mikroreaktionssystem ausgetauscht werden müsste.
Die einzelnen Bausteine weisen fluidische und ggf. weitere Anschlüsse auf, die beim Aufbau eines aus mehreren Bausteinen zusammengesetzten Mikroreaktionssystems jeweils miteinander, bzw. 'mit externen Geräteanschlüssen verbunden werden müssen. Die bisher bekannten derartigen Mikroreaktionsmodule weisen allerdings keine universell einsetzbaren. und standardisierten Anschlüsse für die fluidischen und beispielsweise elektrischen Verbindungen auf. Selbst wenn ausschließlich einheitliche Komponenten eines bestimmten Systemanbieters verwendet werden, ist auf Grund der aufwendigen Verbindungstechnik eine lange
Aufbauzeit notwendig. Gerade zu Forschungszwecken ist jedoch ein häufig wechselnder Versuchsaufbau, d.h. eine veränderte Anordnung einzelner Bausteine notwendig und führt zu einem hohen erforderlichen Zeitaufwand während der Benutzung . Weiterhin sind bei vielen Reaktions- und Analyseverfahren aufwendige Steuerungsmechanismen zur gezielten Temperaturbeeinflussung einzelner oder sämtlicher Verfahrensschritte einer Mikroreaktion notwendig. Die meisten mikroverf hrenstechnischen Systeme können unter bestimmten Voraussetzungen, beispielsweise in einem geregelten Wärmebad, gekühlt und/oder beheizt werden. Die gezielte Temperatursteuerung nur einzelner Verfahrensschritte ist auf diese Weise nicht möglich. Es ist auch denkbar, die einzelnen Mikroreaktionsmodule vollständig voneinander getrennt und jeweils unabhängig voneinander temperaturgesteuert aufzubauen. Dies führt jedoch zu einem hohen Raumbedarf und einer aufwendigen und störungsanfälligen Verbindungstechnik über oftmals thermisch nicht kontrollierte Fluidverbindungsleitungen.
Das Austauschen einzelner Bausteine oder das Abändern eines Versuchsaufbaus wird auf diese Weise verzögert und erschwert .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, einen mikroverfahrenstechnischen Baustein so auszugestalten, dass eine weitgehende thermische Isolation der einzelnen Bausteine gewährleistet ist und gleichzeitig eine schnelle Verbindung insbesondere der Fluid-Anschlüsse der einzelnen Bausteine möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen mikroverfahrenstechnischen Baustein mit mindestens einem verfahrenstechnischen mikrofluidischen Element und mit Mikrofluidkanalanschlüssen, wobei der mikroverfahrenstechnische Baustein in einem thermisch isolierenden Gehäuse angeordnet ist, die Mikrofluidkanalanschlüsse durch das Gehäuse hindurchgeführt sind und Verbindungselemente zum Verbinden einzelner Gehäuse an dem Gehäuse angeordnet sind, so dass die jeweils zugeordneten Mikrofluidkanalanschlüsse dicht miteinander verbindbar sind.
Durch die Anordnung des mikroverfahrenstechnischen Bausteins in. einem thermisch isolierenden Gehäuse werden die- einzelnen Bausteine eines aus mehreren Bausteinen aufgebauten komplexen Mikroreaktionssystems thermisch voneinander entkoppelt, so dass eine gezielte TemperaturSteuerung der einzelnen mikrofluidischen Elemente des mikroverfahrenstechnischen Bausteins möglich ist . Das Gehäuse weist an der Außenseite angeordnete Anschlüsse auf, so dass jeweils zugeordnete Anschlüsse beim Verbinden zweier Gehäuse miteinander ebenfalls miteinander verbunden werden. Während bei beispielsweise elektrischen Anschlüssen bereits eine einfache Kontaktierung der Anschlüsse ausreicht, können und müssen Fluidanschlüsse durch die Verwendung geeigneter Anschlusseinrichtungen dicht miteinander verbunden werden. Es hat sich gezeigt, dass bereits bei einem geringen Anpressdruck der miteinander verbundenen Gehäuse eine dichte Fluidverbindung über handelsübliche Fluid-Anschlüsse herstellbar ist. Die mechanische und fluidische Verbindungstechnik kann weitgehend in das Gehäuse integriert sein, so dass vorspringende Anschluss- oder Verbindungselemente vermieden werden können, die anderenfalls einer erhöhten mechanischen Belastung im Laboralltag ausgesetzt wären.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das mikrofluidische Element im wesentlichen vollständig von thermisch leitendem Material umgeben ist. Das mikrofluidische Element kann beispielsweise in einem Metallblock aufgenommen sein, der im Inneren des isolierenden Gehäuses angeordnet ist. Die gute thermische Leitfähigkeit des Metallblocks gewährleistet eine gleichmäßige Temperierung des darin aufgenommenen mikrofluidischen Elements, wobei durch das umgebende Gehäuse eine thermische Isolation der einzelnen mikrofluidischen Elemente erreicht wird. Ein derartiger Aufbau eines thermisch steuerbaren mikrofluidischen Elements, das durch ein isolierendes Gehäuse von anderen Bausteinen thermisch entkoppelt ist, ermöglicht eine wesentlich präzisere und für einzelne Verfahrensschritte voneinander unabhängige Temperatursteuerung, wie sie mit lediglich durch einzelne Isolationsschichten wie beispielsweise Kunststofffolien voneinander getrennte Mikroreaktionsmodule kaum erreicht werden kann.
Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass das thermische leitende. Material Aluminium oder Kupfer ist und das Gehäuse könnte aus jedem anderen geeigneten Material wie beispielsweise Keramik oder einem den Anforderungen entsprechenden Kunststoff hergestellt sein. Diese Materialien weisen für die meisten Anforderungen ausreichend gute thermische Eigenschaften auf, lassen sich einfach verarbeiten und sind ausreichend widerstandsfähig für den Einsatz im Laboralltag.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das mikrofluidische Element zwischen einem Anschlussblock mit in dem
Anschlussblock angeordneten Fluidanschlüssen und einem ärmeüberträgerblock mit Einrichtungen zur Temperatursteuerung angeordnet ist . Zwischen diesen beiden vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer gefertigten Blöcken, die lösbar miteinander verbindbar sind, lässt sich das mikrofluidische Element so anordnen, dass es bis auf die jeweiligen Anschlüsse vollständig aus dem verwendeten
Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit umgeben ist . In den einzelnen Blöcken sind sämtlich Anschlüsse und Kontaktierungen für das ikrodfluidische Element sowie die Temperatursteuerung integriert . Durch das Einlegen des mikrofluidischen Elements, üblicherweise ein
Mkroreaktionschip, und das anschließende Verbinden des Anschlussblocks mit dem Wärmeüberträgerblock wird das mikrofluidische Element mit allen fluidischen und beispielsweise elektrischen Anschlüssen in den umgebenden Blöcken verbunden, ohne dass die einzelnen Anschlüsse jeweils manuell hergestellt werden müssten. Natürlich können auch anders gestaltete mikrofluidische Elemente, die nicht unbedingt in Form eines Chips hergestellt sind, verwendet werden, wobei die Form des Anschlussblocks bzw. des Wärmeüberträgerblocks jeweils an das mikrofluidische
Element angepasst ist.
Die einzelnen Verbindungsanschlüsse im Anschlussblock sind über Schläuche und Leitungen mit den im Gehäuse angeordneten Anschlüssen verbunden. Sollte das mikrofluidische Element eine Fehlfunktion aufweisen, so kann dieses ohne weiteren Aufwand, insbesondere ohne das manuelle Lösen und erneute Verbinden von Anschlüssen und Verbindungsleitungen, herausgenommen und ausgetauscht werden. Auch können verschiedene Anschlussblöcke bzw.
Wärmeüberträgerblöcke verwendet werden, deren Form und Anschlussanordnung an unterschiedliche Geometrien von mikrofluidischen Elementen angepasst ist .
Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass der Anschlussblock Einrichtungen zur
Temperatursteuerung aufweist. Dabei kommen beispielsweise eine elektrische Heizung, insbesondere eine Widerstandsheizung oder ein fluidbetriebener Wärmetauscher mit einer vorgebbaren Fluidtemperatur in Betracht, _die in dem Wärmeüberträgerblock und ggf. im Anschlussblock angeordnet sind. Eine Temperatursteuerung durch ein oder mehrere Peltier-Elemente, durch induktive oder mit Mikrowellen bewirkte Beheizung kann ebenfalls verwendet werden. Es ist auch möglich, verschiedene Möglichkeiten der Temperatursteuerung miteinander zu kombinieren, bzw. gleichzeitig oder in Abhängigkeit des gerade durchgeführten Reaktionsverfahrens zeitlich versetzt anzuwenden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Temperatur des mikrofluidischen Elements regelbar ist. Dazu sind ein oder mehrere Sensoren für die Temperaturmessung in unmittelbarer Umgebung des mikrofluidischen Elements angeordnet. Der Anschlussblock und der Wärmeüberträgerblock können ausreichend kleine Abmessungen aufweisen, um aufgrund der deshalb geringen Wärmekapazität der Blöcke nur eine geringe thermische Trägheit bei Temperaturänderungen zu verursachen. Damit ist eine schnelle, effektive Temperierung innerhalb eines weiten Temperaturbereichs möglich, die sowohl die Produktion kleinster Mengen von Chemikalien als auch ein schnelles Parameterscreening für experimentelle Versuche möglich macht. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass Sensoren wie beispielsweise Druck-, Durchfluss-, Leitf higkeits- , Temperatur-, optische oder pH-Sensoren an dem mikrofluidischen Element in dem Gehäuse angeordnet sind. Über entsprechende, durch das
Gehäuse hindurch geführte und dort mit lösbaren Anschlüssen versehene Verbindungsleitungen können die einzelnen Sensoren mit- externen Messgeräten verbunden sein. und diese mit Messwerten versorgen. Da sich die einzelnen Sensoren jeweils im Gehäuseinneren befinden und bei Bedarf aktiviert werden können, ist eine ungewünschte Beeinflussung einer in dem mikrofluidischen Element ablaufenden Reaktion weitgehend ausgeschlossen. Die Anordnung der einzelnen Sensoren, die auch beim Wechseln eines mikrofluidischen Elements nicht verändert werden muß, bleibt somit über viele Versuchreihen hinweg reproduzierbar und ermöglicht zuverlässige und wiederholbare Messungen.
Ebenfalls ist vorgesehen, dass mikrofluidische Komponenten wie beispielsweise Ventile, Rückschlagklappen oder Pumpen an dem mikrofluidischen Element und/oder den Mikrofluidkanalanschlüssen angeordnet sind. Derartige mikrofluidische Komponenten ermöglichen eine kontrollierte Reaktionsführung und Fluidströmungskontrolle innerhalb des mikroverfahrenstechnischen Bausteins, bzw. des mikrofluidischen Elements, die weitgehend unabhängig von einer externen Fluidzuführung bzw. nachfolgenden Verfahrensschritten ist.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass ein
Verbindungse1ement zum Verbinden einzelner Gehäuse eine konische Schraube aufweist, welche einen Verriegelungsstift mit einer an die konische Schraube angepassten Bohrung, der aus einem ersten der zu verbindenden Gehäuse herausragt , lösbar fest in einer an den Verriegelungsstift angepasste Aussparung eines zweiten Gehäuses einpresst . Beim Verbinden zweier Gehäuse wird zunächst der Verriegelungsstift des einen Gehäuses in die daran angepasste Aussparung, üblicherweise eine Bohrung, des zweiten Gehäuses eingeführt und mit einer mit dem zweiten Gehäuse verschraubbaren konischen Schraube, deren konisch zulaufender Abschnitt durch die Bohrung des Verriegelungsstifts hindurch ragt, fest mit dem zweiten Gehäuse verbunden. Die Anordnung der Bohrung in dem Verriegelungsstift sowie die Gestaltung des konischen Abschnitts der konischen Schraube sind so aufeinander abgestimmt, dass mit zunehmenden Eindrehen der konischen Schraube in das zweite Gehäuse der
Verriegelungsstift und das damit verbundene erste Gehäuse zunehmend fester an das zweite Gehäuse angepresst werden. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln ein definierter Anpressdruck der beiden Gehäuse erreicht werden, der auch eine zuverlässige und dichte Verbindung der zugeordneten
Fluidanschlüsse der beiden Gehäuse sicherstellt.
Eine Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass das Gehäuse an den Seitenflächen hervorspringende Ausformungen und Ausnehmungen für eine formschlüssige Anordnung einzelner Gehäuse relativ zueinander aufweist. Zusätzlich zu dem Verriegelungsstift erleichtern Vorsprünge und daran angepasste Ausnehmungen die passgenaue Positionierung der zu verbindenden Gehäuse relativ zueinander. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei einer schnell herzustellenden Verbindung zweier Gehäuse die zugeordneten Fluidanschlüsse und ggf. elektrischen Kontaktierungen zuverlässig und dicht verbunden, bzw. hergestellt werden. Darüber hinaus gewährleistet diese Art der Verbindung eine Sicherheit vor Verwechslungen der zu verbindenden Seitenflächen zweier Gehäuse.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der mikroverfahrenstechnische Baustein an der Bodenfläche des Gehäuses Vorrichtungen zur lösbaren Befestigung des mikroverfahrenstechnischen Bausteins auf einer Grundplatte aufweist. Obwohl die Verbindungstechnik der einzelnen Gehäuse in vielen Fällen eine zuverlässige Verbindung mehrerer Gehäuse miteinander und damit den Aufbau einer komplexen Mikroreaktionsanlage ohne weitere Hilfsmittel ermöglichen, kann es für bestimmte Anwendungen sinnvoll sein, die einzelnen mikroverfahrenstechnischen Bausteine auf einer gemeinsamen Grundplatte zu befestigen. Die gemeinsame Grundplatte kann einerseits zu einer zusätzlichen sicheren Verbindung der einzelnen mikroverfahrenstechnischen Bausteine untereinander beitragen und ermöglicht andererseits die Befestigung weiterer Komponenten wie beispielsweise von externen Messgeräten, die zusammen mit dem Mikroreaktionssystem verwendet werden.
Weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind
Gegenstand weiterer Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines mikroverfahrenstechnischen Bausteins, wobei die einzelnen Komponenten zur besseren Veranschaulichung auseinander gezogen dargestellt sind und
Fig . 2 einen Aufbau eines komplexen mikroverfahrenstechnischen Systems aus mehreren, miteinander verbundenen mikroverfahrenstechnischen Bausteinen gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines mikroverfahrenstechnischen Bausteins, dessen einzelne
Komponenten in auseinander gezogener Darstellung gezeigt sind. Während der Montage der einzelnen Komponenten wird der mikroverfahrenstechnische Baustein üblicherweise mit der Unterseite nach oben gehalten, wie in Fig. 1 dargestellt.
Der mikroverfahrenstechnische Baustein weist in der dargestellten Ausführungsform ein Gehäuse 1 auf, welches aufgrund der gewünschten thermischen Isolationseigenschaften aus Polyaryletherketon (PEEK) gefertigt ist. Das Gehäuse 1 könnte auch aus jedem anderen geeigneten thermisch isolierenden Material wie beispielsweise Keramik oder einem den Anforderungen entsprechenden Kunststoff hergestellt sein. Im Innenraum des Gehäuses 1 sind ein Wärmeüberträger Block 2 und ein
Anschlussblock 3 angeordnet, zwischen denen sich ein Mikroreaktionschip 4 befindet. Der Mikroreaktionschip 4 als konkretes Beispiel für ein beliebiges mikrofluidisches Element weist nicht dargestellte Fluidkanäle auf, deren charakteristische Abmessungen im Mikrometerbereich liegen.
Der Mikroreaktionschip 4 ist üblicherweise mittels bekannter formgebender, beziehungsweise strukturbildender Verfahren aus einer dünnen Glasplatte oder einem Siliziumchip hergestellt. Weiterhin sind andere Arten des Mikroreaktionschips 4 bekannt und denkbar, bei welchen der Mikroreaktionschip 4 aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist. Es sind verschiedene Ausführungen von
Mikroreaktionschips 4 beziehungsweise ganz allgemein mikrofluidischen Elementen bekannt, die verfahrenstechnische Operationen wie Dosieren, Temperieren, Reaktionen, Mischen, Verweilen, Extrahieren, Separieren, Verdampfen oder Rektifizieren ermöglichen.
Um eine möglichst schnelle und gleichmäßige Temperatursteuerung des Mikroreaktionschips 4 zu gewährleisten, wird für den Wärmeüberträgerblock 2 und den Anschlussblock 3 meist ein Material mit großer thermischer Leitfähigkeit wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium verwendet .
Herstellungsbedingt besteht der Wärmeüberträgerblock 2 aus einem Basisblock 5, der meanderförmige Nuten 6 zum
Durchleiten eines Temperiermediums aufweist . Die meanderförmigen Nuten 6 werden durch eine Verschlussplatte 7 dicht abgedeckt. Die Verschlussplatte 7 weist an der dem Anschlussblock 3 zugewandten Seite eine an die Abmessungen des Mikroreaktionschips 4 angepasste Aussparung 8 auf.
In dem Anschlussblock 3 sind mehrere
Mikrokanalfluidanschlüsse 9 so angeordnet, dass die gängigen, unterschiedlichen Mikroreaktionschips 4 jeweils fluidisch kontaktiert werden können. Dabei werden handelsübliche Anschlusssysteme verwendet, die bei entsprechendem Anpressdruck eine ausreichend dichte fluidische Verbindung herstellen.
Nach Einlegen des Mikroreaktionschips 4 in die Aussparung 8 werden der Anschlussblock 3 und der Wärmeüberträgerblock 2 fest miteinander verschraubt . Zuleitungen für das Temperiermedium 10 und Heizpatronen 11 werden durch jeweils daran angepasste Bohrungen von der Aussenseite durch das Gehäuse 1 mit dem ärmeüberträgerblock 2 verbunden._ Auf diese Weise wird erreicht, dass die Temperatur des mikrofluidischen Elements mittels einer elektrisch oder mit einem fluidisehen Wärmeüberträgermedium betriebenen Temperiereinrichtung steuerbar is .
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der
Wärmeüberträgerblock 2 eine weitere Aussparung 12 zur Aufnahme eines Sensors 13 auf . Der Sensor 13 wird aufgrund seiner Einbettung in dem Wärmeüberträgerblock 2 auf dieselbe Temperatur wie der Mikroreaktionschip 4 gebracht, so dass weitgehend unverfälschte Messungen möglich sind.
Die Mikrokanalfluidanschlüsse 9 sind über eine nur schematisch angedeutete Verschlauchung 14 mit in den Seitenwänden des Gehäuses 1 angeordneten Fluidanschlüssen 15 verbunden. Nicht dargestellt sind weitere elektrische Verbindungen zwischen dem Anschlussblock 3 bzw. dem W rmeüberträgerblock 2 und der Außenseite des Gehäuses 1, die beispielsweise zur Energieübertragung bzw. Steuerung und Auswertung weiterer Messvorrichtungen dienen können. Zur Kontaktierung dieser nicht dargestellten elektrischen
Verbindung können an der Außenseite des Gehäuses 1 zusätzliche Anschlüsse wie beispielsweise EinzelSteckverbindungen, SammelSteckverbindungen oder Klemmleisten vorgesehen sein.
Ebenfalls nicht dargestellt ist die Möglichkeit, an einer Außenseite des Gehäuses Anzeigen in Form von LEDs oder LCD- Displays anzuordnen, die im Inneren des Gehäuses gemessene Zustände und Eigenschaften anzeigen können, ohne dass externe Mess- und Anzeigegeräte notwendig sind.
Das Gehäuse 1 weist vorspringende Führungsstifte 16 sowie daran angepasste Bohrungen 17 auf . Beim Verbinden zweier Gehäuse 1 müssen die Führungsstifte 16 eines ersten Gehäuses 1 in die Bohrungen 17 eines zweiten Gehäuses 1 eingeführt werden, wodurch eine präzise und zuverlässige Ausrichtung der einzelnen Gehäuse 1 zueinander gewährleistet wird.
Ein mit dem ersten Gehäuse 1 fest verbundener Verriegelungsstift 18 mit einer quer zu seiner Längsachse verlaufenden Bohrung 19 wird in eine daran angepasste Bohrung 20 in der Seitenwand des zweiten Gehäuses 1 eingeschoben. Eine konische Schraube 21 mit einem Gewindeabschnitt 22 und einem sich konisch verjüngenden Abschnitt 23 wird so mit dem zweiten Gehäuse 1 verschraubt, dass der sich konisch verjüngende Abschnitt 23 mit der
Bohrung 19 des Verriegelungsstifts 18 des ersten Gehäuses 1 in Eingriff gebracht wird und den Verriegelungsstift 18 und das damit verbundene erste Gehäuse 1 zunehmende fester an das zweite Gehäuse 1 anpresst . Die einzelnen mikroverfahrenstechnischen Bausteine können demzufolge durch Eindrehen bzw. Lösen der konischen Schraube 21 in einfacher Weise miteinander verbunden bzw. wieder voneinander getrennt werden. Der für ein dichtes Verbinden der jeweils zugeordneten Fluidanschlüsse 15 zweier Gehäuse 1 erforderliche Anpressdruck kann durch entsprechendes Eindrehen der konischen Schraube 21 gewährleistet werden.
Zum Schutz vor Umgebungseinflüssen kann das Gehäuse 1 mit einer Bodenplatte 24 verschlossen werden, die mit dem Gehäuse 1 verschraubt wird.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eines aus mehreren mikroverfahrenstechnischen Bausteinen gebauten komplexen Mikroreaktionssystems sind sieben mikroverfahrenstechnische Bausteine jeweils miteinander verbunden. Über die Führungsstifte 16 und die zugeordneten Bohrungen 17 können in einfacher Weise weitere mikroverfahrenstechnische Bausteine mit dem gezeigten Mikroreaktionssystem verbunden werden, wobei durch das Eindrehen der konischen Schraube 21 der Verriegelungsstift 18 und das damit verbundene Gehäuse 1 des neu hinzu gekommenen mikroverfahrenstechnischen Bausteins fest und die jeweils zugeordneten Fluidanschlüsse 15 dicht miteinander verbunden werden.
Die dargestellte Verbindungstechnik ermöglicht den Aufbau komplexer Mikroreaktionssysteme allein durch Zusammensetzen der einzelnen mikroverfahrenstechnischen Bausteine. Es kann für verschiedene Anwendungen sinnvoll sein, die einzelnen mikroverfahrenstechnischen Bausteine auf einer gemeinsamen Grundplatte zu befestigen. Die Arretierung der einzelnen Gehäuse 1 erfolgt dann über die jeweiligen Bodenplatten 24, die in daran angepasste Ausnehmungen der Grundplatte positioniert und gegebenenfalls zusätzlich befestigt werden können.

Claims

Mikroverfahrenstechnischer BausteinP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Mikroverfahrenstechnischer Baustein mit mindestens einem verfahrenstechnischen mikrofluidischen Element (4) und mit Mikrofluidkanalanschlüssen (9) , wobei der mikroverfahrenstechnische Baustein in einem thermisch isolierendem Gehäuse (1) angeordnet ist, die
Mikrofluidkanalanschlüsse (9) durch das Gehäuse (1) hindurch geführt sind und Verbindungselemente zum Verbinden einzelner Gehäuse (1) an dem Gehäuse (1) angeordnet sind, so dass die jeweils zugeordneten Mikrofluidkanalanschlüsse (9) dicht miteinander verbindbar sind.
2. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mikrofluidische Element (4) im wesentlichen vollständig von thermisch leitendem Material umgeben ist.
3. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch leitende Material Aluminium oder Kupfer ist und das Gehäuse (1) aus thermisch isolierendem Material, insbesondere aus
Kunststoff wie beispielsweise Polyaryletherketon (PEEK) oder aus Keramik besteht .
4. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das mikrofluidische Element (4) zwischen einem Anschlussblock (3) mit in dem Anschlussblock (3) angeordneten - 11
Mikrofluidkanalanschlüssen (9) und einem Wärmeüberträgerblock (2) mit Einrichtungen zur Temperatursteuerung angeordnet ist .
5. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussblock (3) Einrichtungen zur Temperatursteuerung aufweist .
6. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des mikrofluidischen Elements (4) mittels einer elektrisch und/oder mit einem fluidischen Wärmeüberträgermedium betriebenen Temperiereinrichtung steuerbar ist.
7. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des mikrofluidischen Elements (4) regelbar ist.
8. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren wie beispielsweise Druck-, Durchfluss-, Leitfähigkeits- , pH- oder optische Sensoren an dem mikrofluidischen Element (4) in dem Gehäuse (1) angeordnet sind.
9. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mikrofluidische Komponenten wie beispielsweise Ventile, Rückschlagklappen oder Pumpen an dem mikrofluidischen
Element (4) und/oder den Mikrofluidkanalanschlüssen (9) angeordnet sind.
10. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement zum Verbinden einzelner Gehäuse (1) eine konische Schraube (21) aufweist, welche einen
Verriegelungsstift (18) mit einer an die konische Schraube (21) angepassten Bohrung (19) , der aus einem ersten der zu verbindenden- Gehäuse (1) herausragt, lösbar fest. in eine an den Verriegelungsstift (18) angepasste Aussparung (20) eines zweiten Gehäuses (1) einpresst.
11. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) an den Seitenflächen hervorspringende Ausformungen und Ausnehmungen für eine formschlüssige Anordnung einzelner Gehäuse (1) relativ zueinander aufweist .
12. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) vorspringende Führungsstifte (16) und daran angepasste Bohrungen (17) aufweist .
13. Mikroverfahrenstechnischer Baustein nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mikroverfahrenstechnische Baustein an der Bodenfläche des Gehäuses (1) Vorrichtungen zur lösbaren Befestigung des mikroverfahrenstechnischen Bausteins auf einer Grundplatte aufweist .
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100075425A1 (en) * 2006-10-31 2010-03-25 Burkert Werke Gmbh & Co. Kg Modular laboratory apparatus for analysis and synthesis of liquids and method for analysis and synthesis of liquids
KR100935786B1 (ko) * 2007-06-29 2010-01-06 한국원자력연구원 수리화학 파라미터 측정기 및 이를 구비하는 수리시험장치
DE202010000262U1 (de) * 2009-05-12 2010-05-20 Lonza Ag Strömungsreaktor mit Mikrokanalsystem
JP6128932B2 (ja) * 2013-04-22 2017-05-17 株式会社神戸製鋼所 処理装置及び処理方法
CA3027643C (en) 2016-07-06 2021-01-19 Precision Nanosystems Inc Smart microfluidic mixing instrument and cartridges

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD122311A3 (de) * 1973-06-20 1976-10-05
US6159368A (en) * 1998-10-29 2000-12-12 The Perkin-Elmer Corporation Multi-well microfiltration apparatus
US20020042140A1 (en) * 1999-03-03 2002-04-11 Alfred Hagemeyer Methods for analysis of heterogeneous catalysts in a multi-variable screening reactor
EP1127611A3 (de) * 1999-03-03 2001-11-07 Symyx Technologies, Inc. Mikrosysteme zur chemischen Verarbeitung mit integrierter, auf Trennung basierter Reaktionsproduktanalyse
DE19917330B4 (de) * 1999-04-16 2004-08-26 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Mikroreaktormodul
DE19945832A1 (de) * 1999-09-24 2001-04-05 Karlsruhe Forschzent Modular aufgebauter Mikroreaktor
DE19959249A1 (de) * 1999-12-08 2001-07-19 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Modulares Mikroreaktionssystem
ATE287291T1 (de) * 2000-03-07 2005-02-15 Symyx Technologies Inc Prozessoptimierungsreaktor mit parallelem durchfluss
EP1286761A2 (de) * 2000-05-24 2003-03-05 Cellular Process Chemistry Inc. Modulares chemisches produktionssystem mit einem mikroreaktor
US6436720B1 (en) * 2000-09-15 2002-08-20 Cellular Process Chemistry, Inc. Residence time providing module/apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004098768A1 *

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US20070077179A1 (en) 2007-04-05

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