EP2087362A1 - Fluidic device, and method for the operation thereof - Google Patents

Fluidic device, and method for the operation thereof

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EP2087362A1
EP2087362A1 EP07819500A EP07819500A EP2087362A1 EP 2087362 A1 EP2087362 A1 EP 2087362A1 EP 07819500 A EP07819500 A EP 07819500A EP 07819500 A EP07819500 A EP 07819500A EP 2087362 A1 EP2087362 A1 EP 2087362A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
cleaning
metering
fluidikeinrichtung
metering device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07819500A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erik HÖHNE
Nenad Gajovic-Eichelmann
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a Fluidik leverage, which is adapted for handling liquid samples, in particular a Fluidik leverage the features of the preamble of claim 1, and a method for their operation.
  • Fluidics techniques have numerous applications, e.g. As in clinical diagnostics, food and environmental analysis and biotechnology research, operations such. Aspiration and dosing of liquids, mixing of various liquids, washing of solid phase reagents or serial dilution steps. In particular, there is an interest in automatic techniques, e.g. As automated immunoassays or automated clinical chemical assays.
  • Typical requirements for fluidic techniques, in particular in analytical instruments and in diagnostics, are the precision in all fluidic operations and the sample throughput with regard to the cleaning and possibly sterilization of the devices used, in particular the flow paths (fluidic paths).
  • Fluidic techniques known in the art are generally based on the combination of pumps, valves and fluid lines.
  • the pumps include z.
  • the use of valves generally means an increased risk of contamination.
  • This disadvantage is in complex fluid operations, eg. B. Operations with at least two liquids (eg system solution and Wash solution), particularly critical, as these typically require at least one valve that can switch between the different fluidic pathways.
  • Fully automatic devices, eg. B. for performing immunoanalytical tests have to handle several different operations and therefore often require more than one pump and more than one valve.
  • automatic gantry robots are known in practice, which contain a plurality of diluters in a three-dimensionally constructed rail system, wherein valves are provided for switching between different system liquids and samples are taken or delivered with a dispensing needle mounted on a robot arm.
  • Conventional portal robots are typically designed for a wide range of applications. However, they have the following disadvantages. In general, the fluidic paths are relatively long due to the geometrical dimensions of the robot (distance storage vessel to dispensing needle), without any requirement for the test to be carried out. However, long fluid pathways are difficult to clean. Furthermore, they cause a high consumption of system fluids. Furthermore, such robots are expensive and maintenance-intensive and therefore in particular unsuitable for use in specialized consumer equipment.
  • the conventional fluidic techniques generally have disadvantages in terms of cleaning, especially in fully automatic cleaning processes. Liquid-filled system liquid tanks and hose lines may become contaminated when exposed to prolonged use. B. due to stagnant liquid in the system.
  • US Pat. No. 4,422,151 describes a valve-free fluidic device with a system fluid tank and a pump, in which samples are addressed sequentially by a 3-axis robotic arm with a dispensing needle mounted.
  • the fluidic device has the disadvantage that only cleaning with system solution (eg water) is possible.
  • system solution eg water
  • the system solution tank which must always be filled with liquid (eg water)
  • liquid eg water
  • a particular disadvantage is that the system solution tank can not be sterilized during operation.
  • washing liquid can be aspirated without entering the diul wells or the system liquid tank.
  • the liquid must be released through the tip again, it must be approached to a waste position.
  • intensive washing processes repeat this step several times, which increases the processing time.
  • the invention has for its object to provide an improved Fluidik adopted and an improved method for operating a Fluidik thanks with which the disadvantages of the conventional fluidic techniques are overcome.
  • the invention is based on the general technical teaching of a fluidic device with a fluid line extending between a metering device for receiving or dispensing at least one system fluid in a metering working area and a fluid port for receiving a cleaning fluid in a cleaning work area, and to be provided with a pump device for actuating the metering device, wherein the pump device is arranged on the liquid line and adapted for uninterrupted fluid delivery in the liquid line with changing conveying direction.
  • a single, continuous liquid line is used according to the invention.
  • the liquid line forms a branch-free fluidic path between the fluid connection and the metering device.
  • system liquid here refers to any liquid which fulfills a system function and / or represents a sample.
  • the system liquid comprises z.
  • at least two different system fluids may be used alternately (e.g., dilution buffer for sample dilution and wash fluid for rinsing).
  • system liquid here also includes sample liquids such.
  • sample liquids such as solutions, dispersions or suspensions containing certain sample molecules, eg. As proteins, or biological samples, for. For example, cells, cell groups or cell components.
  • the invention is characterized in that it is possible to work with a system liquid, which if necessary exclusively comprises a sample liquid, or with a plurality of different system liquids. Only with one sample liquid, ie without an additional system liquid, can precise aspirating and dosing step processes of sample liquids be performed, mixtures of two or more sample liquids, as well as the mixing of a sample or mixture of samples by blowing in air. In addition, dilution and serial dilution operations can be performed with a system fluid, and solid, eg, solid phase reagents (especially powdered samples) can be dissolved in a defined volume.
  • system fluids can be continuously washed and decontaminated throughout the fluidic path, with the wastes collected in a separate waste container to eliminate system solution contamination and fluidic pathways.
  • continuous conveying takes place in one direction only to prevent sample carryover and deposits.
  • metering work area here refers to the spatial area in which the metering device can be moved for dispensing or receiving system fluid.
  • cleaning work area here refers to the spatial area in which the fluid connection can be moved. The dosing and cleaning work areas are partially overlapped.
  • the pump device fulfills a dual function.
  • the pump means may be operated to receive or dispense at least one system fluid with the metering device.
  • the pump device can be operated such that the cleaning fluid is taken up by the fluid connection into the fluid line and flushed by the metering device or that the entire fluid line is ventilated.
  • the two operating modes in particular between the metering mode with the operation of the metering device and the cleaning mode with the cleaning of the metering device can be switched exclusively by the adjustment of the conveying direction and delivery time (delivery volume) of the pump device.
  • a valve-free fluidic path is thus provided between the metering device and the fluid connection.
  • the fluidic device according to the invention is characterized by a simple and efficient, hygienic cleaning and possibly sterilization of the fluidic path and therefore simplifies automatic process sequences. Preferred applications therefore result in the analysis and processing of complex liquids in analytical-chemical instruments, eg. For the purpose of completely cleaning the fluid line of sample residues, continuous one-way purging is allowed, with the cleaning and system liquids being continuously conveyed to a waste position can.
  • the fluidic device which can be flushed continuously in one direction according to the invention, is superior to a conventional system with a change in direction of liquid transport, in which cleaning fluid is aspirated and re-dispensed through a dispensing needle or switched over between two fluidic paths with a 3/2-way valve got to.
  • the liquid line of the fluidic device according to the invention preferably has a constant cross-sectional area between the metering device and the fluid connection.
  • the fluidic device is preferably equipped with a cleaning device.
  • the cleaning device is set up to receive a cleaning liquid.
  • the cleaning liquid is provided in the cleaning operating region of the fluidic device, so that the fluidic device can have relatively small dimensions.
  • the fluid connection is detachably arranged on the cleaning device.
  • the fluid connection can be temporarily connected to the cleaning device, z. B. inserted into a cleaning liquid in the cleaning device, in particular submersible. It is preferably provided that the fluid connection is changed from a state coupled to the cleaning device, in which the fluid connection protrudes into the cleaning fluid and the cleaning fluid can be flushed through the fluid line, into a free state, in which the fluid connection forms an open end Liquid line forms.
  • the separability of the fluid connection of the cleaning device, in particular of the cleaning liquid in the cleaning device is an important feature of the invention that, as it significantly facilitates the decoupling of the dosing and cleaning modes of Fluidik contrary is
  • the fluidic device is provided with a manipulator device. equipped with which the metering device can be moved and positioned.
  • the position of the metering device in the metering operating range can be set.
  • the interaction of the manipulator and pump devices allows system fluids to be transported within the metering work area.
  • the manipulator device for positioning the metering device is set up in all three spatial directions. Particularly preferred is a linear translation z. B. along rails provided in the
  • the manipulator device has the geometry of a conventional gantry robot.
  • the z. B. has three independent translation paths or simplified two coupled translation paths and an independent translation path, the metering device can be advantageously positioned in all three spatial coordinates. This allows different types of Probengefä wear, z. For example, tubes, miniature reaction vessels (e.g., so-called Eppendorf tubes, PCR tubes), beakers, and bottles typically up to 20 cm in height are started up with the metering device.
  • miniature reaction vessels e.g., so-called Eppendorf tubes, PCR tubes
  • beakers typically up to 20 cm in height are started up with the metering device.
  • the manipulator device is additionally set up for adjusting the position of the fluid connection.
  • the fluid connection of the fluid line can be moved with the manipulator device within the cleaning work area to the cleaning device and connected to it.
  • the manipulator device thus fulfills a dual function during the positioning of the metering device and of the fluid connection.
  • the operation of the Manipu- lator can be simplified if the metering device and the fluid connection with the manipulator device are jointly movable.
  • the fluid connection and the metering device are mechanically coupled.
  • the ends of the liquid line are generally attached to a common carrier, which is movable with the manipulator device.
  • the dosing device and the fluid connection are arranged offset on the carrier in the vertical direction.
  • the vertical distance is selected so that the fluid connection is located above the sample vessel or adjacent sample vessels when the metering device is actuated in the metering working area, in particular when dispensing or picking up a system fluid on a sample vessel.
  • the vertical distance may be selected as a function of the specifically realized geometry of the sample vessel in the dosing work area and is typically at least 1 cm, preferably at least 2 cm, such. B. 4 cm.
  • a variant of the invention in which the metering device and the fluid connection both through hollow conduits, z.
  • hollow needles are formed, which are vertically aligned attached to the carrier and open at the bottom.
  • the opening of the metering device which is set up to receive or discharge the system liquid, protrudes downwards in the vertical direction relative to the opening of the fluid connection, which is set up to receive the cleaning liquid.
  • the cleaning device comprises a storage vessel for receiving the cleaning liquid and a washing vessel, is set up for external cleaning of the metering device, the functionality of the cleaning device is advantageously improved.
  • the storage and washing vessels are arranged side by side in the cleaning work area.
  • the provided on the storage and washing vessels openings for receiving the fluid connection and the metering device have a predetermined distance accordingly.
  • the fluid connection and the metering device are fastened to the support of the manipulator device at a horizontal distance which is equal to the horizontal distance of the receptacles of the storage and washing vessels.
  • the fluid connection and the metering device can thus be transferred into the cleaning mode with a single movement of the carrier, in which the fluid connection to the storage vessel of the cleaning fluid and the metering device to the washing vessel are connected.
  • the washing vessel comprises an overflow vessel having a closed bottom and an overflow opening. The overflow vessel is adapted to receive the cleaning fluid, with which the metering device is rinsed, and to allow it to flow to the overflow opening via the outside of the metering device.
  • the storage vessel of the cleaning device is an open-topped container, which is arranged in the cleaning working area of the fluidic device.
  • the storage vessel is in the cleaning work area z. B. placed on a base block of Fluidik Surprise.
  • the container has on its upper side an opening through which the fluid connection can be inserted and submerged in a cleaning liquid in the container.
  • the storage vessel is exchangeable, preferably a disposable container is used.
  • the metering working area of the fluidic device is set up to receive a plurality of sample vessels.
  • the dosing work area has a holder for the sample containers, such. B. on a support platform. Two or more (eg, 10, 50, 100, 400, or even over 1000) sample cups are provided.
  • the sample vessels comprise individual compartments or compartment arrays, such. B. a 384 microtiter plate.
  • At least one system liquid reservoir is arranged in the dosing work area, further advantages for an effective handling of liquids for different fluidic operations can result.
  • the metering device is not connected to a permanently installed system fluid tank via the fluid line, but is set up to receive system fluids by movement to the system fluid reservoir and actuation of the pump device.
  • an open-topped container is preferably provided, which in the metering work area z. B. is placed on the base block of Fluidik Surprise.
  • the container has on its upper side an opening through which the metering device can be inserted and submerged in a system liquid in the container.
  • the container is like the storage vessel preferably arranged interchangeable, it is z. B. uses a disposable container.
  • a permanently installed system liquid tank is avoided, which would represent a risk of contamination of the system liquid.
  • system fluid reservoir is not necessarily provided.
  • an additional system liquid is not required in addition to the sample liquids.
  • the fluid conduit of the fluidic device according to the invention can in principle be made in any shape and with any material that is selected as a function of the specific application.
  • the liquid line consists of a flexible material, at least in some areas.
  • the pump device of the fluid line can thus be arranged in a stationary manner, while the fluid connection and the metering device can be positioned freely in the metering and cleaning work areas, in particular using the manipulator device.
  • the liquid line is formed in the respective sections by a flexible hose.
  • the entire fluid line consists of see the metering device and the fluid connection from the flexible hose or two pieces of tubing with the pump means, since in this case advantages for the simplification of the structure of Fluidik announced, the availability of inert tubing materials and the effectiveness of the pump device result.
  • the pump device preferably comprises a positive displacement pump, which acts on the fluid line from the outside.
  • parts of the pumping device are separated from the cleaning system or sample liquids by the wall of the liquid line so that contamination of the pumping device is avoided.
  • a diaphragm pump or a peristaltic pump provided, which have advantages in terms of easy cleaning, low risk of contamination and large, continuously to be pumped volumes.
  • Another advantage is the high precision in all fluidic operations, especially when used in analyzers. During aspirations, dosing, washing and incubation, the variance in volume or flow rate of system or cleaning fluids can be minimized.
  • the field of application of the fluidic device can advantageously be extended.
  • the sensor device is provided for measuring at least one property of liquids in the liquid line, in particular in the metering device or an adjacent part of the liquid line.
  • the sensor device is set up to detect system fluids.
  • a particularly simple construction results when the sensor device is introduced into the liquid keits Arthur is integrated, ie forms part of the liquid line.
  • an optical sensor possibly in combination with a lighting device in the liquid line may be provided.
  • the invention is based on the general technical teaching, in a method for operating a fluidic device, in particular the fluidic device according to the invention, a transport of at least one system liquid in a metering operating range with a metering device which has a first end of a fluid line and is provided with a pump device, and a recording of a cleaning liquid in the liquid line by a fluid connection, which forms a second end of the liquid line to provide, during transport (delivery or recording) of the at least one system liquid or for receiving the cleaning liquid, the conveying direction Pump means which is arranged between the first and second ends of the liquid line is changed.
  • the metering device For transporting the at least one system liquid, the metering device is moved sequentially to at least one sample vessel in the metering working area and the pump device is actuated with repeatedly changed conveying direction such that the at least one system liquid is taken up by the metering device (sucked in) or at least one sample vessel is delivered.
  • the pump device is actuated with repeatedly changed conveying direction such that the at least one system liquid is taken up by the metering device (sucked in) or at least one sample vessel is delivered.
  • Dosiermodus all typical operations of liquid handling, such.
  • dosing conveying with predetermined, z. B. constant flow rate, dilution, in particular serial dilution, washing and / or mixing of the at least one system liquid in the at least one sample vessel provided.
  • a cleaning fluid is preferably taken up by a cleaning device through the fluid connection into the fluid line and flushed by the metering device and / or the fluid line is vented through the fluid connection.
  • the cleaning mode has the advantage that the fluid line and in particular the metering device is free of system fluids in idle mode.
  • the different modes of operation d. H. the dosing mode, in which the samples are sucked in and output by the metering device, and the cleaning mode in which cleaning solution is continuously sucked through the fluid connection and is discharged again by the metering device in the washing position, represent an essential feature of the method according to the invention.
  • the switching between these modes occurs without the use of a valve, with the advantageous consequence of a particularly easy and thorough cleaning of all fluidic pathways of the system and the avoidance of contamination risks.
  • the inventors have found that surprisingly with a single liquid line complex liquids such. As milk, handle very well, and that the Fluidik adopted can be completely flushed with a minimum use of cleaning solution.
  • the low consumption of cleaning solutions is an aspect which has particular significance in on-site devices or in dealing with explosive (toxic) liquids because of the associated disposal costs.
  • the fluidic device according to the invention can be stored for a long time without use, without contamination occurring, for example cyanobacteria or algae growth, dust Entry etc .. When commissioning after a break in operation no special cleaning protocols had to be used.
  • the use of the fluidics device according to the invention or the associated operating method, in particular in analytical-chemical analyzes, in liquid treatments of biological samples, in clinical diagnostics, in environmental analysis, in food chemistry and / or in the performance of immunoassays represents a further subject of the invention.
  • Preferred applications are in the analytical chemical study of pathogens, eg. B. Botulismuserregern (Clostriudium botulinum), Pesterregern (Y- ersinia pestis), and bacterial varieties that have developed resistance to antibiotics (Streptococcus aureus strains, MRSA etc). This listing of possible applications is without limitation of completeness.
  • the Fluidik sensible can be used as a so-called liquid handling robot z. B. be used as a single device for sample preparation or for sample processing.
  • the invention has the following further advantages. Since the used in clinical, food chemical and environmental analysis for analysis complex fluids such. As blood, milk, slurries, food samples have a high content of solids, the easy cleaning is an important advantage of Fluidik adopted. The Fluidik adopted works with high precision, d. H. while maintaining given volumes and volume flows and an exact timing of the fluidic operations (timing).
  • the device according to the invention thus has the potential of conventional technical solutions when used in fully automatic or partially automated analyzers of clinical and veterinary diagnostics, environmental analysis, Food chemistry and biotechnology, particularly in low-cost, on-site analyzers designed to perform complex analytical-chemical processes in the field.
  • the fluidic device is a fluid-handling system which is particularly simple in construction and which is particularly easy to clean and which can process two or more system fluids and up to several hundred sample fluids. It advantageously combines a continuously conveying pump with a single fluidic path consisting of two hollow needles of the fluid connection or the metering device and at least one hose connection, a 3-axis robot and disposable vessels for the supply of all liquids (system fluids and samples). Due to the constructive realization and the switching between two different operating modes (dosing mode or cleaning mode), the use of permanently installed system solution tanks can be dispensed with and no liquid remains in the system during idle operation.
  • the fluidic device is particularly suitable for liquid handling in low-cost on-site analyzers for carrying out complex analytic-chemical analyzes, in particular for carrying out immunoassays.
  • Figure 1 a schematic perspective view of a first
  • FIG. 2 shows an illustration of the combination according to the invention of a fluid line with a pump device
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of a further embodiment of the fluidic device according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates a first embodiment of the fluidic device 100 according to the invention with the fluid line 10, the metering work area 20, the pump device 30, the cleaning device 40, the manipulator device 50 and the cleaning work area 60.
  • the components 10 to 30 and 60 are also enlarged in FIG Figure 2 shown.
  • a multiplicity of sample vessels 21, which contain samples for the treatment or processing with the fluidic device, and a system liquid reservoir 22 are arranged in the dosing working area 20, a multiplicity of sample vessels 21, which contain samples for the treatment or processing with the fluidic device, and a system liquid reservoir 22 are arranged.
  • the sample containers 21 are set up for storage and handling of the liquid samples and z. B. on a support (so-called tray).
  • the fluidic device 100 has a base block 110, on which the manipulator device 50 is mounted and in which Liquid waste container (not shown) is included.
  • a Fluidik Skewed, a Fluidik, a Controller, a control panel and possibly for automated detection of sample vessels and their posi- tions a camera device, which are known per se and not shown in the figures.
  • the liquid line 10 extends between a first end 11 with the metering device 12 and a second end 13 with the fluid connection 14.
  • the liquid line 10 consists of a first piece of tubing extending from the first end 11 to the pump means 30 and a second piece of tubing, the extends between the pumping device 30 and the second end 13.
  • an integral continuous tube may be provided which is integrated into the pump device 30.
  • the pieces of hose or the continuous hose consists z. B. silicone with an outer diameter of 3.2 mm and an inner diameter of 1.6 mm.
  • the metering device 12 is generally provided for receiving or dispensing liquids and comprises a hollow conduit, in particular a hollow needle and a metering reservoir, which is formed by the interior of the end of the liquid conduit 10.
  • the inner diameter of the hollow needle is preferably equal to the inner diameter of the liquid line.
  • the hollow needle is, for example, a steel cannula with a length of approx. 50 mm, an outer diameter of 2 mm and an inner diameter of 1.6 mm.
  • the fluid connection 14 is preferably also formed by a hollow needle, the z. B. as the hollow needle of the metering device is executed.
  • the pump device 30 comprises a peristaltic pump 31, which is attached to the manipulator device 50.
  • peer ristaltikpumpe 31 is z. B. the program-controlled, provided with a stepper motor pump type SR25-S300 (manufacturer: Rietschle Thomas AG) provided.
  • the manipulator device 50 comprises a three-axis gantry robot.
  • the manipulator device 50 comprises a bridge fixedly fixed to the base block 110 bridge 52, on which the carrier 51 of the metering device 12 and the fluid connection 14 with two linear translational drives in the orthogonal y- and z-
  • the carrier 51 consists of a carrier plate 54 and two laterally protruding needle holders 55.
  • the needle holders 55 each have a receptacle for the hollow needles of the metering device 12 and the fluid connection 14.
  • the receptacles of the needle holder 55 have in the horizontal direction (y-
  • Hollow needles of the metering device 12 and the fluid connection 14 include, have a mutual vertical displacement Z 0 ( Figure 2).
  • the vertical displacement Zo is chosen such that, in the case of all movements of interest, the hollow needle of the metering device 12 in the metering working region 20 enters
  • the vertical distance Zo is selected by selecting a suitably sized plate 54 of the carrier 51.
  • a height adjustment may be provided by a displacement of the hollow needles in the receptacles of the needle holder 55 in the vertical direction.
  • the cleaning device 40 comprises the storage vessel 41 and the washing vessel 42, which are arranged in a cleaning work area 60 next to the metering work area 20 on the base block 110.
  • the storage and washing vessels 41 are located on the base block 110 next to the bridge 52 such that the hollow needles of the metering device 12 and the fluid port 14 by a movement of the carrier 51 in the y and z directions respectively in the storage vessel 41 and the Washing vessel 42 can be introduced.
  • the storage and washing vessels are arranged with a vertical working distance Zi, which is equal to the vertical distance Zo of the hollow needles of the metering device 12 and the fluid connection 14.
  • the washing vessel 42 is designed for passive cleaning by inner and outer rinsing of the dosing device 12.
  • the essential advantage of the invention is achieved that the metering device 12 and the fluidic connection 14 in the metering work area functionally decoupled and functionally coupled in the cleaning workspace 60. Contrary to the intuitive assumption that it is not possible to completely decouple the functions of the two mechanically coupled hollow needles or the dosing mode from the cleaning mode, it has been found that this can be achieved by the shown arrangement of the storage and washing vessels and the sample vessels.
  • a reservoir 41 and system liquid reservoir 22 are preferably disposable articles such.
  • the sample containers 21 are arranged so that they lie completely in the dosing working area 20.
  • the system fluid reservoir 22 is mounted so that it is at least partially disposed in the metering work area 20.
  • the storage vessel 41 is mounted so that it is at least partially disposed in the cleaning work area of the fluid port 14, and the distance of the fluid port 14 and the metering device 12 is selected so that the metering device 12 is immersed in the washing vessel 42 (overflow) when the Fluid connection 14 immersed in the cleaning liquid in the storage vessel 41.
  • the fluid port 14 is disposed at a fixed offset in the x and z directions so that it can never penetrate the metering work area 20 when the metering device 12 is moved in the metering work area 20.
  • the fluid connection 14 Depending on the depth (z height) of the sample vessels processed by the metering device 12, it is sufficient to mount the fluid connection 14 correspondingly higher and to correspondingly increase the mounting height of the cleaning fluid storage vessel 41.
  • the waste liquid container 111 is arranged so that the liquid wastes entering the passive washing station flow by gravity into the waste liquid container 111, ie it is below the liquid levels the storage vessels and the sample vessels and below the dosing work area and the cleaning work area.
  • FIG. 3 shows a modified embodiment of the fluidic device 100 with the fluid line 10, the metering work area 20, the pump device 30, the cleaning device 40, the manipulation device 50, the cleaning work area 60 and a sensor device 70.
  • the fluid line 10 is at a vertical distance the end, d. H. the metering device 12 and the fluid connection 14 on the carrier 51 of the manipulator device 50 is attached.
  • the pump device 30 is arranged in the liquid line 10.
  • a stationary metering operating region is provided in the fluidic device 100 according to FIG. 3, a stationary metering operating region is provided.
  • the manipulator device 50 is equipped with three linear drives (eg, stepper motors) for moving the carrier 51 in all three spatial directions.
  • the sensor device 70 is integrated in the liquid line 10 in the region of the metering device 12.
  • the sensor device 70 comprises z. B. a fluorescence measuring cell, z. B. with fiber optic sensors.
  • Figure 3 further illustrates the waste liquid container 111 which is connected to the washing vessel 42 of the cleaning device.
  • the cleaning liquid which is purged by the liquid line 10 during cleaning, flows from the overflow opening of the washing vessel 42 into the waste liquid container 111.
  • Example 1 Robot for handling liquid samples
  • Example 2 Immunosensor with flow cell and integrated sample handling robot
  • the Fluidik adopted for handling liquid samples of Example 1 is by integration of a sensor device 70th ( Figure 3) in the fluid path to an immunoassay analyzer with fully automated processing of clinical samples, food samples or environmental samples upgraded.
  • the sensor device comprises a through-sensor, in particular an immunosensor 70, such.
  • the Fluidik worn is z.
  • the milk samples are introduced into the fluidics device in a first group of sample containers (snap-cap bottles, eg from the manufacturer Fisher Scientific) in a sample carrier.
  • 12 further sample vessels for example manufactured by Eppendorf AG
  • doped with lyophilized antibody-fluorophore conjugates are also introduced into the fluidic device.
  • the fully automatic processing of the samples is carried out by the following sequence of fluidic operations:
  • control of the sequence of operations and the analysis of the measurement results are performed by an external computer or an embedded controller.

Abstract

Disclosed is a fluidic device (100) comprising a liquid duct (10), the first end (11) of which forms a dosing mechanism (12) designed to receive or discharge a system liquid in a dosing operating zone (20), and the second end (13) of which is provided with a fluid connection (14) designed to receive a cleaning liquid, and a pump mechanism (30) for actuating the dosing mechanism (12). The pump mechanism (30) is arranged between the first and second end (11, 13) of the liquid duct (10) and is designed to conduct liquid in the liquid duct (10) in a selectable direction of travel. Also disclosed is a method for operating said fluidic device.

Description

Fluidikeinrichtung und Verfahren zu deren Betrieb Fluidikeinrichtung and method for their operation
Die Erfindung betrifft eine Fluidikeinrichtung, die zur Handhabung flüssiger Proben eingerichtet ist, insbesondere eine Fluidikeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, und ein Verfahren zu deren Betrieb.The invention relates to a Fluidikeinrichtung, which is adapted for handling liquid samples, in particular a Fluidikeinrichtung with the features of the preamble of claim 1, and a method for their operation.
Fluidiktechniken haben zahlreiche Anwendungen z. B. in der klinischen Diagnostik, der Lebensmittel- und Umweltanalytik und der biotechnologischen Forschung, um Operationen wie z. B. Aspirieren und Dosieren von Flüssigkeiten, Mischen verschiedener Flüssigkeiten, Waschen von Festphasenreagenzien oder Serienverdünnungsschritte auszuführen. Es besteht insbesondere ein Interesse an automatischen Techniken, z. B. automatischen Immunoassays oder automatischen klinisch-chemischen Assays. Typische Anforderungen an Fluidiktechniken, insbesondere in Analysegeräten und in der Diagnostik bestehen in Be- zug auf die Reinigung und ggf. Sterilisation der verwendeten Geräte, insbesondere der Fließstrecken (Fluidikwege) , die Präzision bei allen Fluidikoperationen und den Probendurchsatz .Fluidics techniques have numerous applications, e.g. As in clinical diagnostics, food and environmental analysis and biotechnology research, operations such. Aspiration and dosing of liquids, mixing of various liquids, washing of solid phase reagents or serial dilution steps. In particular, there is an interest in automatic techniques, e.g. As automated immunoassays or automated clinical chemical assays. Typical requirements for fluidic techniques, in particular in analytical instruments and in diagnostics, are the precision in all fluidic operations and the sample throughput with regard to the cleaning and possibly sterilization of the devices used, in particular the flow paths (fluidic paths).
Aus der Praxis bekannte Fluidiktechniken beruhen allgemein auf der Kombination von Pumpen, Ventilen und Flüssigkeitsleitungen. Die Pumpen umfassen z. B. Kolbenpumpen oder Spritzenpumpen, die jedoch den Nachteil aufweisen, dass typischerweise mindestens ein 3-Wegeventil benötigt wird, das die Pumpe mit den gewünschten Flüssigkeitsleitungen verbindet. Neben einer erhöhten Komplexität bedeutet die Verwendung von Ventilen allgemein eine erhöhte Verschmutzungsgefahr. Dieser Nachteil ist bei komplexen Fluidoperationen, z. B. Operationen mit mindestens zwei Flüssigkeiten (z. B. Systemlösung und Waschlösung) , besonders kritisch, da diese typischerweise mindestens ein Ventil erfordern, das zwischen den verschiedenen Fluidikwegen umschalten kann. Vollautomatische Geräte, z. B. für die Durchführung von immunanalytischen Tests müssen mehrere verschiedene Operationen bewältigen und erfordern daher oft mehr als eine Pumpe und mehr als ein Ventil.Fluidic techniques known in the art are generally based on the combination of pumps, valves and fluid lines. The pumps include z. As piston pumps or syringe pumps, however, have the disadvantage that typically at least a 3-way valve is required, which connects the pump with the desired fluid lines. In addition to increased complexity, the use of valves generally means an increased risk of contamination. This disadvantage is in complex fluid operations, eg. B. Operations with at least two liquids (eg system solution and Wash solution), particularly critical, as these typically require at least one valve that can switch between the different fluidic pathways. Fully automatic devices, eg. B. for performing immunoanalytical tests have to handle several different operations and therefore often require more than one pump and more than one valve.
Zur Umsetzung von Fluidiktechniken sind aus der Praxis automatische Portalroboter bekannt, die in einem dreidimensional aufgebauten Schienensystem mehrere Dilutoren enthalten, wobei Ventile zum Umschalten zwischen verschiedenen Systemflüssigkeiten vorgesehen sind und Proben mit einer Dosiernadel aufgenommen oder abgegeben werden, die an einem Roboterarm montiert ist. Herkömmliche Portalroboter sind typischerweise für einen breiten Anwendungsbereich ausgelegt. Sie haben jedoch die folgenden Nachteile. Generell sind die Fluidikwege durch die geometrischen Abmessungen des Roboters (Abstand Vorratsgefäß zu Dosiernadel) relativ lang, ohne dass hierzu eine Anforderung durch den durchzuführenden Test besteht. Lange FIu- idikwege sind jedoch schwer zu reinigen. Des Weiteren verursachen sie einen hohen Verbrauch an Systemflüssigkeiten. Des Weiteren sind solche Roboter teuer und wartungsintensiv und daher insbesondere für den Einsatz in spezialisierten Endkundengeräten ungeeignet. Die herkömmlichen Fluidiktechniken ha- ben generell Nachteile in Bezug auf die Reinigung, insbesondere bei voll automatischen Reinigungsprozessen. Flüssigkeitsgefüllte Systemflüssigkeitstanks und Schlauchleitungen können bei längerem Nichtgebrauch zu Kontaminationsherden z. B. aufgrund stehender Flüssigkeit im System werden.For the implementation of fluidic techniques, automatic gantry robots are known in practice, which contain a plurality of diluters in a three-dimensionally constructed rail system, wherein valves are provided for switching between different system liquids and samples are taken or delivered with a dispensing needle mounted on a robot arm. Conventional portal robots are typically designed for a wide range of applications. However, they have the following disadvantages. In general, the fluidic paths are relatively long due to the geometrical dimensions of the robot (distance storage vessel to dispensing needle), without any requirement for the test to be carried out. However, long fluid pathways are difficult to clean. Furthermore, they cause a high consumption of system fluids. Furthermore, such robots are expensive and maintenance-intensive and therefore in particular unsuitable for use in specialized consumer equipment. The conventional fluidic techniques generally have disadvantages in terms of cleaning, especially in fully automatic cleaning processes. Liquid-filled system liquid tanks and hose lines may become contaminated when exposed to prolonged use. B. due to stagnant liquid in the system.
In US 4 422 151 wird eine ventilfreie Fluidikvorrichtung mit einem Systemflüssigkeitstank und einer Pumpe beschrieben, bei der Proben sequentiell von einem 3-Achs-Roboterarm mit montierter Dosiernadel adressiert werden. Die Fluidikvorrichtung hat den Nachteil, dass nur eine Reinigung mit Systemlösung (z. B. Wasser) möglich ist. Der Systemlösungstank, der stets mit Flüssigkeit (z. B. Wasser) gefüllt sein muss, stellt jedoch bei längerem Stillstand einen Kontaminationsherd dar. Es muss im Betrieb sichergestellt werden, dass keine Proben in den Systemlösungstank gelangen können. Nachteilig ist insbesondere, dass der Systemlösungstank nicht im laufenden Betrieb sterilisiert werden kann.US Pat. No. 4,422,151 describes a valve-free fluidic device with a system fluid tank and a pump, in which samples are addressed sequentially by a 3-axis robotic arm with a dispensing needle mounted. The fluidic device has the disadvantage that only cleaning with system solution (eg water) is possible. However, the system solution tank, which must always be filled with liquid (eg water), is a source of contamination during extended periods of standstill. It must be ensured during operation that no samples can get into the system solution tank. A particular disadvantage is that the system solution tank can not be sterilized during operation.
In US 3 192 968 wird eine weitere Fluidikeinrichtung beschrieben, bei der mehrere Systemlösungen mit einem Schaltventil geschaltet werden können. Dies ermöglicht zwar Waschschritte, hat aber den Nachteil, dass sogar zwei Flüssigkeitstanks dauerhaft flüssigkeitsgefüllt sind und vor Ver- schmutzungen geschützt werden müssen, und bei längerem Stillstand aufwendig zu reinigen sind. Ein 3/2-Wege Ventil stellt eine weitere Kontaminationsquelle dar, da in den unvermeidlichen Totvolumina Probenreste (z. B. Blut) verbleiben können. Daneben erhöht sich der Aufwand zur Steuerung und Regelung des Systems, da das Schalten des Ventils mit den Fluidopera- tionen synchronisiert sein muss.In US 3,192,968 a further fluidic device is described in which a plurality of system solutions can be switched with a switching valve. Although this allows washing steps, it has the disadvantage that even two liquid tanks are permanently filled with liquid and must be protected against contamination, and are expensive to clean after prolonged standstill. A 3/2-way valve is another source of contamination, as sample remains (eg blood) can remain in the inevitable dead volumes. In addition, the effort for controlling and regulating the system increases since the switching of the valve must be synchronized with the fluid operations.
Weitere automatische Fluidikeinrichtungen z. B. gemäß US 5 206 568 oder US 4 952 518 umfassen einen Portalroboter und mehrere separate Dosiereinrichtungen, die parallel gesteuert werden. Damit können parallel Dosier-, Verdünnungs- oder Waschschritte durchgeführt werden. Durch die Gruppe von Dosiereinrichtungen hat die Fluidikeinrichtung jedoch relativ große Dimensionen. Des Weiteren werden gemäß US 5 206 568 Po- sitionen des Arbeitsraums durch einen Waschflüssigkeitsbehäl- ter besetzt, was die Maße des Systems ("Footprint", Stellfläche) noch vergrößert. In der einfachen Variante, ohne Ventil, können mit einem passiven 8 : 1-Verteiler alle acht Kanäle mit dem Systemflüssigkeitstank verbunden werden. Eine zweite Sys- temflüssigkeit (z.B. Waschflüssigkeit) kann damit nicht genutzt werden, sondern muss wie eine Probe dargeboten werden. Des Weiteren ist von Nachteil, dass nur ein limitiertes Volumen Waschflüssigkeit aspiriert werden kann, ohne in die DiIu- toren oder den Systemflüssigkeitstank zu gelangen. Die Flüssigkeit muss durch die Spitze wieder abgegeben werden, dazu muss eine Abfallposition angefahren werden. Bei intensiven Waschprozessen ist dieser Schritt mehrmals zu wiederholen, was die Bearbeitungszeit verlängert.Other automatic fluidic devices z. No. 5,206,568 or US 4,952,518 comprise a gantry robot and a plurality of separate metering devices which are controlled in parallel. This allows parallel dosing, dilution or washing steps to be carried out. However, due to the group of metering devices, the fluidic device has relatively large dimensions. Furthermore, according to US Pat. No. 5,206,568, positions of the working space are occupied by a washing liquid container, which further increases the dimensions of the system ("footprint", footprint). In the simple variant, without a valve, all eight channels can be connected to the system fluid tank with a passive 8: 1 distributor. A second system temflüssigkeit (eg washing liquid) can thus not be used, but must be presented as a sample. Furthermore, it is disadvantageous that only a limited volume of washing liquid can be aspirated without entering the diul wells or the system liquid tank. The liquid must be released through the tip again, it must be approached to a waste position. During intensive washing processes, repeat this step several times, which increases the processing time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fluidikeinrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Fluidikeinrichtung bereitzustellen, mit denen die Nachteile der herkömmlichen Fluidiktechniken überwunden wer- den.The invention has for its object to provide an improved Fluidikeinrichtung and an improved method for operating a Fluidikeinrichtung with which the disadvantages of the conventional fluidic techniques are overcome.
Diese Aufgabe wird durch eine Fluidikeinrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidikeinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungs- formen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a Fluidikeinrichtung and a method for operating a Fluidikeinrichtung with the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention will become apparent from the dependent claims.
Vorrichtungsbezogen basiert die Erfindung auf der allgemeinen technischen Lehre, eine Fluidikeinrichtung mit einer Flüssig- keitsleitung, die sich zwischen einer Dosiereinrichtung zur Aufnahme oder Abgabe mindestens einer Systemflüssigkeit in einem Dosier-Arbeitsbereich und einem Fluidikanschluss zur Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit in einem Reinigungs- Arbeitsbereich erstreckt, und mit einer Pumpeneinrichtung zur Betätigung der Dosiereinrichtung bereitzustellen, wobei die Pumpeneinrichtung an der Flüssigkeitsleitung angeordnet und zur unterbrechungsfreien Flüssigkeitsförderung in der Flüssigkeitsleitung mit wechselnder Förderrichtung eingerichtet ist. Zur Aufnahme oder Abgabe der mindestens einen System- flüssigkeit und zur Reinigung wird erfindungsgemäß eine einzige, kontinuierliche Flüssigkeitsleitung verwendet. Die Flüssigkeitsleitung bildet einen verzweigungsfreien Fluidik- weg zwischen dem Fluidikanschluss und der Dosiereinrichtung.With regard to the apparatus, the invention is based on the general technical teaching of a fluidic device with a fluid line extending between a metering device for receiving or dispensing at least one system fluid in a metering working area and a fluid port for receiving a cleaning fluid in a cleaning work area, and to be provided with a pump device for actuating the metering device, wherein the pump device is arranged on the liquid line and adapted for uninterrupted fluid delivery in the liquid line with changing conveying direction. For receiving or delivering the at least one system Liquid and for cleaning, a single, continuous liquid line is used according to the invention. The liquid line forms a branch-free fluidic path between the fluid connection and the metering device.
Mit dem Begriff "Systemflüssigkeit" wird hier jede Flüssigkeit bezeichnet, die eine Systemfunktion erfüllt und/oder eine Probe darstellt. Die Systemflüssigkeit umfasst z. B. Testlösungen, Pufferlösungen oder Waschlösungen, die in Ab- hängigkeit von der konkreten Fluidikoperation den Proben in den Probengefäßen zuzuführen sind. Für die flexible Durchführung von kompetitiven oder zweiseitigen ("Sandwich") Immuno- assays können mindestens zwei verschiedene Systemflüssigkeiten alternierend genutzt werden (z.B. Verdünnungspuffer zur Probenverdünnung und Waschflüssigkeit zum Spülen) . Der Begriff "Systemflüssigkeit" umfasst hier auch Probenflüssigkeiten, wie z. B. Lösungen, Dispersionen oder Suspensionen, die bestimmte Probenmoleküle, z. B. Proteine, oder biologische Proben, z. B. Zellen, Zellgruppen oder Zellbestandteile um- fassen.The term "system liquid" here refers to any liquid which fulfills a system function and / or represents a sample. The system liquid comprises z. B. Test solutions, buffer solutions or wash solutions, which are to be supplied to the samples in the sample vessels, depending on the specific fluidic operation. For the flexible performance of competitive or two-sided ("sandwich") immunoassays, at least two different system fluids may be used alternately (e.g., dilution buffer for sample dilution and wash fluid for rinsing). The term "system liquid" here also includes sample liquids such. As solutions, dispersions or suspensions containing certain sample molecules, eg. As proteins, or biological samples, for. For example, cells, cell groups or cell components.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Systemflüssigkeit, die ggf. ausschließlich eine Probenflüssigkeit umfasst, oder mit mehreren verschiedenen Systemflüssig- keiten gearbeitet werden kann. Ausschließlich mit einer Probenflüssigkeit, d. h. ohne eine zusätzliche Systemflüssigkeit lassen sich präzise Aspirier- und Dosierschrittvorgänge von Probenflüssigkeiten vollführen, Mischungen zweier oder mehrerer Probenflüssigkeiten, sowie die Durchmischung einer Probe oder Mischung von Proben durch Einblasen von Luft. Mit einer Systemflüssigkeit lassen sich zusätzlich Verdünnungs- und Serienverdünnungsoperationen vollführen, und feste, z.B. Festphasenreagenzien (insbesondere pulverförmige Proben) können in einem definierten Volumen aufgelöst werden. Mit zwei Systemflüssigkeiten kann zusätzlich der gesamte Fluidikweg kontinuierlich gewaschen und dekontaminiert werden, wobei die Abfälle in einem gesonderten Abfallgefäß aufgefangen werden um eine Kontamination der Systemlösung und Fluidikwege auszu- schließen. Beim Wasch- bzw. Spül- und Dekontaminationsprozess wird nur in einer Richtung kontinuierlich gefördert, um Probenverschleppungen und Ablagerungen zu verhindern.The invention is characterized in that it is possible to work with a system liquid, which if necessary exclusively comprises a sample liquid, or with a plurality of different system liquids. Only with one sample liquid, ie without an additional system liquid, can precise aspirating and dosing step processes of sample liquids be performed, mixtures of two or more sample liquids, as well as the mixing of a sample or mixture of samples by blowing in air. In addition, dilution and serial dilution operations can be performed with a system fluid, and solid, eg, solid phase reagents (especially powdered samples) can be dissolved in a defined volume. With two In addition, system fluids can be continuously washed and decontaminated throughout the fluidic path, with the wastes collected in a separate waste container to eliminate system solution contamination and fluidic pathways. During the washing or rinsing and decontamination process, continuous conveying takes place in one direction only to prevent sample carryover and deposits.
Mit dem Begriff "Dosier-Arbeitsbereich" wird hier der Raumbe- reich bezeichnet, in dem die Dosiereinrichtung zur Abgabe oder Aufnahme von Systemflüssigkeit bewegbar ist. Mit dem Begriff "Reinigungs-Arbeitsbereich" wird hier der Raumbereich bezeichnet, in dem der Fluidikanschluss bewegbar ist. Die Dosier- und Reinigungs-Arbeitsbereiche sind teilweise überlap- pend angeordnet.The term "metering work area" here refers to the spatial area in which the metering device can be moved for dispensing or receiving system fluid. The term "cleaning work area" here refers to the spatial area in which the fluid connection can be moved. The dosing and cleaning work areas are partially overlapped.
Vorteilhafterweise erfüllt die Pumpeneinrichtung eine Doppelfunktion. Erstens kann die Pumpeneinrichtung so betrieben werden, dass mindestens eine Systemflüssigkeit mit der Do- siereinrichtung aufgenommen oder abgegeben wird. Zweitens kann die Pumpeneinrichtung so betrieben werden, dass durch den Fluidikanschluss die Reinigungsflüssigkeit in die Flüssigkeitsleitung aufgenommen und durch die Dosiereinrichtung gespült wird oder dass die gesamte Flüssigkeitsleitung belüf- tet wird. Zwischen beiden Betriebsmodi, insbesondere zwischen dem Dosiermodus mit der Betätigung der Dosiereinrichtung und dem Reinigungsmodus mit der Reinigung der Dosiereinrichtung kann ausschließlich durch die Einstellung der Förderrichtung und Förderdauer (Fördervolumen) der Pumpeneinrichtung umge- schaltet werden. Erfindungsgemäß ist somit ein ventilfreier Fluidikweg zwischen der Dosiereinrichtung und dem Fluidikanschluss vorgesehen. Vorteilhafterweise werden insbesondere die Verwendung von 3/2-Wege-Ventilen und damit potentielle Verschmutzungsherde vermieden. Die erfindungsgemäße Fluidikeinrichtung zeichnet sich durch eine einfache und effiziente, hygienische Reini- gung und ggf. Sterilisation des Fluidikweges aus und vereinfacht daher automatische Prozessabläufe. Bevorzugte Anwendungen ergeben sich daher bei der Analyse und Verarbeitung von komplexen Flüssigkeiten in analytisch-chemischen Instrumenten, z. B. von Lebensmittelproben (wie Milch), von Blutpro- ben, von Aufschlämmungen und dgl .. Zum Zweck der vollständigen Reinigung der Flüssigkeitsleitung von Probenresten wird eine kontinuierliche Spülung in einer Richtung ermöglicht, wobei die Reinigungs- und Systemflüssigkeiten kontinuierlich in eine Abfallposition befördert werden können. Die kontinu- ierlich ausschließlich in einer Richtung spülbare Fluidikeinrichtung gemäß der Erfindung ist einem herkömmlichen System mit einem Richtungswechsel des Flüssigkeitstransports überlegen, bei dem Reinigungsflüssigkeit aspiriert und durch eine Dosiernadel wieder ausgegeben werden oder mit einem 3/2-Wege- Ventil zwischen zwei Fluidikwegen umgeschaltet werden muss.Advantageously, the pump device fulfills a dual function. First, the pump means may be operated to receive or dispense at least one system fluid with the metering device. Secondly, the pump device can be operated such that the cleaning fluid is taken up by the fluid connection into the fluid line and flushed by the metering device or that the entire fluid line is ventilated. Between the two operating modes, in particular between the metering mode with the operation of the metering device and the cleaning mode with the cleaning of the metering device can be switched exclusively by the adjustment of the conveying direction and delivery time (delivery volume) of the pump device. According to the invention, a valve-free fluidic path is thus provided between the metering device and the fluid connection. Advantageously, in particular the use of 3/2-way valves and thus potential fouling stoves are avoided. The fluidic device according to the invention is characterized by a simple and efficient, hygienic cleaning and possibly sterilization of the fluidic path and therefore simplifies automatic process sequences. Preferred applications therefore result in the analysis and processing of complex liquids in analytical-chemical instruments, eg. For the purpose of completely cleaning the fluid line of sample residues, continuous one-way purging is allowed, with the cleaning and system liquids being continuously conveyed to a waste position can. The fluidic device, which can be flushed continuously in one direction according to the invention, is superior to a conventional system with a change in direction of liquid transport, in which cleaning fluid is aspirated and re-dispensed through a dispensing needle or switched over between two fluidic paths with a 3/2-way valve got to.
Die Flüssigkeitsleitung der erfindungsgemäßen Fluidikeinrichtung hat vorzugsweise zwischen der Dosiereinrichtung und dem Fluidikanschluss eine konstante Querschnittsfläche. In diesem Fall ergeben sich weitere Vorteile für eine effiziente Reinigung, da durch die fehlende oder minimale Querschnittsveränderung entlang des Fluidikweges Totvolumina und Kontaminationsherde vermieden können, wie sie bei der herkömmlichen Technik durch eine Verbindung von Schläuchen oder beim An- Schluss an eine Pumpe auftreten.The liquid line of the fluidic device according to the invention preferably has a constant cross-sectional area between the metering device and the fluid connection. In this case, there are further advantages for an efficient cleaning, since the missing or minimal cross-sectional change along the fluidic path can avoid dead volumes and contamination foci, as occur in the conventional technique by connecting hoses or connecting to a pump.
Vorzugsweise ist die Fluidikeinrichtung mit einer Reinigungseinrichtung ausgestattet. Die Reinigungseinrichtung ist zur Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit einrichtet. Vorteilhaft- erweise wird mit der Reinigungseinrichtung die Reinigungsflüssigkeit im Reinigungs-Arbeitsbereich der Fluidikeinrich- tung bereitgestellt, so dass die Fluidikeinrichtung relativ geringe Dimensionen aufweisen kann. Gemäß einer bevorzugten Variante ist der Fluidikanschluss an der Reinigungseinrichtung lösbar angeordnet. Der Fluidikanschluss ist mit der Reinigungseinrichtung temporär verbindbar, z. B. in eine Reinigungsflüssigkeit in der Reinigungseinrichtung einführbar, insbesondere eintauchbar. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Fluidikanschluss von einem mit der Reinigungseinrichtung gekoppelten Zustand, in dem der Fluidikanschluss in die Reinigungsflüssigkeit ragt und die Reinigungsflüssigkeit durch die Flüssigkeitsleitung spülbar ist, in einen freien Zustand veränderlich ist, in dem der Fluidikanschluss ein of- fenes Ende der Flüssigkeitsleitung bildet. In diesem Fall ergeben sich Vorteile für verschiedene Reinigungsmodi, bei denen z. B. ein dauerhaftes Durchspülen der Flüssigkeitsleitung oder eine Beaufschlagung der Flüssigkeitsleitung mit Luft oder einem Gas für Reinigungs- oder Trocknungszwecke vorgese- hen ist. Mit dem Fluidikanschluss im freien Zustand kann erfindungsgemäß die gesamte Flüssigkeitsleitung einschließlich der Dosiereinrichtung belüftet werden. Das Absetzen von Flüssigkeitsresten wird vermieden, so dass das Kontaminationsrisiko sinkt.The fluidic device is preferably equipped with a cleaning device. The cleaning device is set up to receive a cleaning liquid. Advantageous- With the cleaning device, the cleaning liquid is provided in the cleaning operating region of the fluidic device, so that the fluidic device can have relatively small dimensions. According to a preferred variant, the fluid connection is detachably arranged on the cleaning device. The fluid connection can be temporarily connected to the cleaning device, z. B. inserted into a cleaning liquid in the cleaning device, in particular submersible. It is preferably provided that the fluid connection is changed from a state coupled to the cleaning device, in which the fluid connection protrudes into the cleaning fluid and the cleaning fluid can be flushed through the fluid line, into a free state, in which the fluid connection forms an open end Liquid line forms. In this case, there are advantages for different cleaning modes, in which z. B. a permanent flushing of the liquid line or a pressurization of the liquid line with air or a gas for cleaning or drying purposes is hen provided. With the fluid connection in the free state according to the invention, the entire liquid line including the metering device can be ventilated. The settling of liquid residues is avoided, so that the risk of contamination decreases.
Die Trennbarkeit des Fluidikanschluss von der Reinigungseinrichtung, insbesondere von der Reinigungsflüssigkeit in der Reinigungseinrichtung stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung das, da mit diesem die Entkopplung der Dosier- und Rei- nigungsmodi der Fluidikeinrichtung wesentlich erleichtert, wirdThe separability of the fluid connection of the cleaning device, in particular of the cleaning liquid in the cleaning device is an important feature of the invention that, as it significantly facilitates the decoupling of the dosing and cleaning modes of Fluidikeinrichtung is
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fluidikeinrichtung mit einer Manipulatoreinrich- tung ausgestattet, mit der die Dosiereinrichtung bewegt und positioniert werden kann. Vorteilhafterweise ist mit der Ma- nipulatoreinrichtung die Position der Dosiereinrichtung im Dosier-Arbeitsbereich einstellbar. Durch die Zusammenwirkung der Manipulator- und Pumpeneinrichtungen können Systemflüssigkeiten innerhalb des Dosier-Arbeitsbereiches transportiert werden. Vorzugsweise ist die Manipulatoreinrichtung zur Positionierung der Dosiereinrichtung in allen drei Raumrichtungen eingerichtet. Besonders bevorzugt ist eine lineare Translati- on z. B. entlang von Schienen vorgesehen, die sich in denAccording to a further preferred embodiment of the invention, the fluidic device is provided with a manipulator device. equipped with which the metering device can be moved and positioned. Advantageously, with the manipulator device, the position of the metering device in the metering operating range can be set. The interaction of the manipulator and pump devices allows system fluids to be transported within the metering work area. Preferably, the manipulator device for positioning the metering device is set up in all three spatial directions. Particularly preferred is a linear translation z. B. along rails provided in the
Raumrichtungen erstrecken. Vorteilhafterweise weist die Manipulatoreinrichtung die Geometrie eines herkömmlichen Portalroboters auf.Spatial directions extend. Advantageously, the manipulator device has the geometry of a conventional gantry robot.
Mit dem Portalroboter, der z. B. drei unabhängige Translationswege oder vereinfacht zwei gekoppelte Translationswege und einen unabhängigen Translationsweg aufweist, kann die Dosiereinrichtung vorteilhafterweise in allen drei Raumkoordinaten positioniert werden. Damit können verschiedene Arten von Pro- bengefäßen, z. B. Reagenzgläser ("tubes"), Miniaturreaktionsgefäße (z.B. so genannte "Eppendorf-Reaktionsgefäße" , PCR- Reaktiongsgefäße) , Becher und Flaschen mit typischer Weise bis zu 20 cm Höhe mit der Dosiereinrichtung angefahren werden.With the gantry robot, the z. B. has three independent translation paths or simplified two coupled translation paths and an independent translation path, the metering device can be advantageously positioned in all three spatial coordinates. This allows different types of Probengefäßen, z. For example, tubes, miniature reaction vessels (e.g., so-called Eppendorf tubes, PCR tubes), beakers, and bottles typically up to 20 cm in height are started up with the metering device.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Manipulatoreinrichtung zusätzlich zur Einstellung der Position des Fluidikanschluss eingerichtet. Der FIu- idikanschluss der Flüssigkeitsleitung kann mit der Manipula- toreinrichtung innerhalb des Reinigungs-Arbeitsbereiches zu der Reinigungseinrichtung bewegt und mit dieser verbunden werden. Vorteilhafterweise erfüllt die Manipulatoreinrichtung somit bei der Positionierung der Dosiereinrichtung und des Fluidikanschluss eine Doppelfunktion. Der Betrieb der Manipu- latoreinrichtung kann vereinfacht werden, wenn die Dosiereinrichtung und der Fluidikanschluss mit der Manipulatoreinrichtung gemeinsam bewegbar sind. Vorzugsweise sind der Fluidikanschluss und die Dosiereinrichtung mechanisch gekoppelt. Hiezu sind allgemein die Enden der Flüssigkeitsleitung an einem gemeinsamen Träger befestigt, der mit der Manipulatoreinrichtung bewegbar ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the manipulator device is additionally set up for adjusting the position of the fluid connection. The fluid connection of the fluid line can be moved with the manipulator device within the cleaning work area to the cleaning device and connected to it. Advantageously, the manipulator device thus fulfills a dual function during the positioning of the metering device and of the fluid connection. The operation of the Manipu- latoreinrichtung can be simplified if the metering device and the fluid connection with the manipulator device are jointly movable. Preferably, the fluid connection and the metering device are mechanically coupled. For this purpose, the ends of the liquid line are generally attached to a common carrier, which is movable with the manipulator device.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin- düng sind die Dosiereinrichtung und der Fluidikanschluss an dem Träger in vertikaler Richtung versetzt angeordnet. Der vertikale Abstand ist so gewählt, dass sich bei Betätigung der Dosiereinrichtung im Dosier-Arbeitsbereich, insbesondere bei Abgabe oder Aufnahme einer Systemflüssigkeit an einem Probengefäß der Fluidikanschluss oberhalb des Probengefäßes oder benachbarter Probengefäße befindet. Der vertikale Abstand kann in Abhängigkeit von der konkret realisierten Geometrie des Probengefäßes im Dosier-Arbeitsbereich gewählt sein und beträgt typischerweise mindestens 1 cm, vorzugsweise mindestens 2 cm, wie z. B. 4 cm.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the dosing device and the fluid connection are arranged offset on the carrier in the vertical direction. The vertical distance is selected so that the fluid connection is located above the sample vessel or adjacent sample vessels when the metering device is actuated in the metering working area, in particular when dispensing or picking up a system fluid on a sample vessel. The vertical distance may be selected as a function of the specifically realized geometry of the sample vessel in the dosing work area and is typically at least 1 cm, preferably at least 2 cm, such. B. 4 cm.
Besonders bevorzugt ist eine Variante der Erfindung, bei der die Dosiereinrichtung und der Fluidikanschluss beide durch Hohlleitungen, z. B. Hohlnadeln gebildet werden, die vertikal ausgerichtet am Träger befestigt und nach unten offen sind. Die Öffnung der Dosiereinrichtung, die zur Aufnahme oder Abgabe der Systemflüssigkeit eingerichtet ist, ragt in vertikaler Richtung nach unten relativ zur Öffnung des Fluidikanschluss vor, die zur Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit eingerichtet ist.Particularly preferred is a variant of the invention, in which the metering device and the fluid connection both through hollow conduits, z. As hollow needles are formed, which are vertically aligned attached to the carrier and open at the bottom. The opening of the metering device, which is set up to receive or discharge the system liquid, protrudes downwards in the vertical direction relative to the opening of the fluid connection, which is set up to receive the cleaning liquid.
Wenn die Reinigungseinrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Vorratsgefäß zur Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit und ein Waschgefäß aufweist, das zu äußerlichen Reinigung der Dosiereinrichtung eingerichtet ist, wird die Funktionalität der Reinigungseinrichtung vorteilhafterweise verbessert. Die Vorrats- und Waschgefäße sind im Reinigungs-Arbeitsbereich nebeneinander angeordnet. Die an den Vorrats- und Waschgefäßen vorgesehenen Öffnungen zur Aufnahme des Fluidikanschluss und der Dosiereinrichtung haben entsprechend einen vorbestimmten Abstand. Vorzugsweise sind der Fluidikanschluss und die Dosiereinrichtung an dem Träger der Manipulatoreinrichtung mit einem horizontalen Ab- stand befestigt, der gleich dem horizontalen Abstand der Aufnahmen der Vorrats- und Waschgefäße ist. Vorteilhafterweise können somit der Fluidikanschluss und die Dosiereinrichtung mit einer einzigen Bewegung des Trägers in den Reinigungsmodus überführt werden, in dem der Fluidikanschluss mit dem Vorratsgefäß der Reinigungsflüssigkeit und die Dosiereinrichtung mit dem Waschgefäß verbunden sind. Vorzugsweise umfasst das Waschgefäß ein Überlaufgefäß, das einen geschlossenen Boden und eine Überlauföffnung aufweist. Das Überlaufgefäß ist dazu eingerichtet, die Reinigungsflüssigkeit, mit der die Do- siereinrichtung gespült wird, aufzunehmen und über die Außenseite der Dosiereinrichtung zur Überlauföffnung strömen zu lassen.If the cleaning device according to a further preferred embodiment of the invention comprises a storage vessel for receiving the cleaning liquid and a washing vessel, is set up for external cleaning of the metering device, the functionality of the cleaning device is advantageously improved. The storage and washing vessels are arranged side by side in the cleaning work area. The provided on the storage and washing vessels openings for receiving the fluid connection and the metering device have a predetermined distance accordingly. Preferably, the fluid connection and the metering device are fastened to the support of the manipulator device at a horizontal distance which is equal to the horizontal distance of the receptacles of the storage and washing vessels. Advantageously, the fluid connection and the metering device can thus be transferred into the cleaning mode with a single movement of the carrier, in which the fluid connection to the storage vessel of the cleaning fluid and the metering device to the washing vessel are connected. Preferably, the washing vessel comprises an overflow vessel having a closed bottom and an overflow opening. The overflow vessel is adapted to receive the cleaning fluid, with which the metering device is rinsed, and to allow it to flow to the overflow opening via the outside of the metering device.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Vorratsgefäß der Reinigungseinrichtung ein oben offener Behälter, der im Reinigungs-Arbeitsbereich der Fluidikeinrichtung angeordnet ist. Das Vorratsgefäß ist im Reinigungs-Arbeitsbereich z. B. auf einem Basisblock der Fluidikeinrichtung aufgestellt. Der Behälter hat auf seiner Oberseite eine Öffnung durch die der Fluidikanschluss einführbar und in eine Reinigungsflüssigkeit im Behälter eintauchbar ist. Das Vorratsgefäß ist austauschbar, vorzugsweise wird ein Einweg-Behälter verwendet. Für die Reinigung und Dekontamination der Fluidikeinrichtung ist von besonderem Vor- teil, dass das Vorratsgefäß die Funktion eines fest installierten Reinigungsflüssigkeitstank übernimmt, der bei herkömmlichen Systemen ein Verschmutzungsrisiko darstellt.According to a further, particularly preferred embodiment of the invention, the storage vessel of the cleaning device is an open-topped container, which is arranged in the cleaning working area of the fluidic device. The storage vessel is in the cleaning work area z. B. placed on a base block of Fluidikeinrichtung. The container has on its upper side an opening through which the fluid connection can be inserted and submerged in a cleaning liquid in the container. The storage vessel is exchangeable, preferably a disposable container is used. For cleaning and decontamination of the fluidic device is of particular advantage Part of the fact that the storage vessel assumes the function of a permanently installed cleaning liquid tank, which is a risk of contamination in conventional systems.
Ein wesentlicher weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Flui- dikeinrichtung besteht in der Fähigkeit, eine Vielzahl von Proben ohne Einschränkung bei der Sauberkeit und mit einer Vermeidung von Kreuzkontaminationen sequentiell und in frei wählbarer Reihenfolge zu verarbeiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Dosier-Arbeitsbereich der Fluidikeinrichtung zur Aufnahme einer Vielzahl von Probengefäßen eingerichtet. Der Dosier-Arbeitsbereich weist eine Halterung für die Probengefäße, wie z. B. eine Halterungsplattform auf. Es sind zwei oder mehr (z. B. 10, 50, 100, 400, oder sogar über 1000) Probengefäße vorgesehen. Die Probengefäße umfassen einzelne Kompartimente oder Kompartiment- arrays, wie z. B. eine 384er Mikrotiterplatte .An essential further advantage of the fluid device according to the invention is the ability to process a large number of samples sequentially and in freely selectable order without any limitation in terms of cleanliness and avoiding cross-contamination. According to a preferred embodiment of the invention, the metering working area of the fluidic device is set up to receive a plurality of sample vessels. The dosing work area has a holder for the sample containers, such. B. on a support platform. Two or more (eg, 10, 50, 100, 400, or even over 1000) sample cups are provided. The sample vessels comprise individual compartments or compartment arrays, such. B. a 384 microtiter plate.
Wenn gemäß einer weiteren Variante der Erfindung im Dosier- Arbeitsbereich mindestens ein Systemflüssigkeitsreservoir angeordnet ist, können sich weitere Vorteile für eine effektive Handhabung von Flüssigkeiten für verschiedene Fluidikoperati- onen ergeben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fluidikeinrich- tungen ist die Dosiereinrichtung nicht über die Flüssigkeits- leitung mit einem fest installierten Systemflüssigkeitstank verbunden, sondern zur Aufnahme von Systemflüssigkeiten durch eine Bewegung zum Systemflüssigkeitsreservoir und eine Betätigung der Pumpeneinrichtung eingerichtet. Zusätzlich zur vereinfachten Anpassung an verschiedene Fluidikoperationen ergeben sich Vorteile durch die Vermeidung langer Fluidikwege (verminderter Verbrauch der Systemflüssigkeit) und der Gefahr einer Kontamination der Systemflüssigkeit. Wegen der kurzen Transportwege der Dosiereinrichtung und der Aufnahme der Systemflüssigkeit aus einem oder mehreren Systemflüssigkeitsre- servoiren und nicht wie bei herkömmlichen Techniken durch lange Schläuche, werden die Operationsgeschwindigkeit und der Probendurchsatz erhöht werden.If, according to a further variant of the invention, at least one system liquid reservoir is arranged in the dosing work area, further advantages for an effective handling of liquids for different fluidic operations can result. In contrast to conventional fluidic devices, the metering device is not connected to a permanently installed system fluid tank via the fluid line, but is set up to receive system fluids by movement to the system fluid reservoir and actuation of the pump device. In addition to the simplified adaptation to different fluidic operations, there are advantages in avoiding long fluidic paths (reduced consumption of the system fluid) and the risk of contamination of the system fluid. Because of the short transport paths of the metering device and the intake of the system fluid from one or more system fluid reservoirs. Servoiren and not as in conventional techniques by long tubes, the operating speed and the sample throughput will be increased.
Als Systemflüssigkeitsreservoir ist vorzugsweise ein oben offener Behälter vorgesehen, der im Dosier-Arbeitsbereich z. B. auf dem Basisblock der Fluidikeinrichtung aufgestellt ist. Der Behälter hat auf seiner Oberseite eine Öffnung, durch welche die Dosiereinrichtung einführbar und in eine System- flüssigkeit im Behälter eintauchbar ist. Der Behälter ist wie das Vorratsgefäß vorzugsweise austauschbar angeordnet, es wird z. B. ein Einweg-Behälter verwendet. Vorteilhafterweise wird ein fest installierter Systemflüssigkeitstank vermieden, der ein Verschmutzungsrisiko der Systemflüssigkeit darstellen würde.As a system liquid reservoir, an open-topped container is preferably provided, which in the metering work area z. B. is placed on the base block of Fluidikeinrichtung. The container has on its upper side an opening through which the metering device can be inserted and submerged in a system liquid in the container. The container is like the storage vessel preferably arranged interchangeable, it is z. B. uses a disposable container. Advantageously, a permanently installed system liquid tank is avoided, which would represent a risk of contamination of the system liquid.
Das Systemflüssigkeitsreservoir ist jedoch nicht zwingend vorgesehen. Bei der Bearbeitung von Proben durch eine gegenseitige Wechselwirkung, ist neben den Probenflüssigkeiten ei- ne zusätzliche Systemflüssigkeit nicht erforderlich.However, the system fluid reservoir is not necessarily provided. When processing samples through mutual interaction, an additional system liquid is not required in addition to the sample liquids.
Die Flüssigkeitsleitung der erfindungsgemäßen Fluidikeinrichtung kann grundsätzlich in jeder Form und mit jedem Material hergestellt sein, die in Abhängigkeit von der konkreten An- Wendung gewählt sind. Vorzugsweise besteht die Flüssigkeitsleitung zumindest in Teilbereichen aus einem biegsamen Material. Vorteilhafterweise kann damit die Pumpeneinrichtung der Flüssigkeitsleitung ortsfest angeordnet sein, während der Fluidikanschluss und die Dosiereinrichtung frei in den Do- sier- und Reinigungs-Arbeitsbereichen, insbesondere unter Verwendung der Manipulatoreinrichtung positionierbar sind. Vorzugsweise wird die Flüssigkeitsleitung in den betreffenden Teilbereichen durch einen flexiblen Schlauch gebildet. Besonders bevorzugt besteht die gesamte Flüssigkeitsleitung zwi- sehen der Dosiereinrichtung und dem Fluidikanschluss aus dem flexiblen Schlauch oder zwei Schlauchstücken mit der Pumpeneinrichtung, da sich in diesem Fall Vorteile für die Vereinfachung des Aufbaus der Fluidikeinrichtung, der Verfügbarkeit inerter Schlauchmaterialien und der Wirksamkeit der Pumpeneinrichtung ergeben.The fluid conduit of the fluidic device according to the invention can in principle be made in any shape and with any material that is selected as a function of the specific application. Preferably, the liquid line consists of a flexible material, at least in some areas. Advantageously, the pump device of the fluid line can thus be arranged in a stationary manner, while the fluid connection and the metering device can be positioned freely in the metering and cleaning work areas, in particular using the manipulator device. Preferably, the liquid line is formed in the respective sections by a flexible hose. Particularly preferably, the entire fluid line consists of see the metering device and the fluid connection from the flexible hose or two pieces of tubing with the pump means, since in this case advantages for the simplification of the structure of Fluidikeinrichtung, the availability of inert tubing materials and the effectiveness of the pump device result.
Die Pumpeneinrichtung umfasst vorzugsweise eine Verdrängerpumpe, die von außen auf die Flüssigkeitsleitung einwirkt. Vorteilhafterweise werden Teile der Pumpeneinrichtung durch die Wand der Flüssigkeitsleitung von den Reinigungs-System- oder Probenflüssigkeiten getrennt, so dass eine Kontamination der Pumpeneinrichtung vermieden wird. Besonders bevorzugt ist eine Membranpumpe oder eine Peristaltikpumpe vorgesehen, die Vorteile in Bezug auf eine leichte Reinigung, geringe Kontaminationsgefahr und große, kontinuierlich zu fördernde Volumina haben. Ein weiterer Vorteil besteht in der hohen Präzision bei allen Fluidikoperationen, insbesondere bei der Anwendung in Analysegeräten. Bei Aspirier- und Dosiervorgängen und bei Wasch- und Inkubationsvorgängen kann die Varianz der Volumina oder der Fließrate von System- oder Reinigungsflüssigkeiten minimal gehalten werden.The pump device preferably comprises a positive displacement pump, which acts on the fluid line from the outside. Advantageously, parts of the pumping device are separated from the cleaning system or sample liquids by the wall of the liquid line so that contamination of the pumping device is avoided. Particularly preferred is a diaphragm pump or a peristaltic pump provided, which have advantages in terms of easy cleaning, low risk of contamination and large, continuously to be pumped volumes. Another advantage is the high precision in all fluidic operations, especially when used in analyzers. During aspirations, dosing, washing and incubation, the variance in volume or flow rate of system or cleaning fluids can be minimized.
Wenn die erfindungsgemäße Fluidikeinrichtung gemäß einer wei- teren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Sensoreinrichtung ausgestattet ist, kann der Anwendungsbereich der Fluidikeinrichtung vorteilhafterweise erweitert werden. Die Sensoreinrichtung ist zur Messung mindestens einer Eigenschaft von Flüssigkeiten in der Flüssigkeitsleitung, insbesondere in der Dosiereinrichtung oder einem angrenzenden Teil der Flüssigkeitsleitung vorgesehen. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung zur Erfassung von Systemflüssigkeiten eingerichtet. Vorteilhafterweise ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, wenn die Sensoreinrichtung in die Flüssig- keitsleitung integriert ist, d. h. einen Teil der Flüssigkeitsleitung bildet. Beispielsweise kann ein optischer Sensor, ggf. in Kombination mit einer Beleuchtungseinrichtung in der Flüssigkeitsleitung vorgesehen sein.If the fluidic device according to the invention is equipped with a sensor device according to a further preferred embodiment of the invention, the field of application of the fluidic device can advantageously be extended. The sensor device is provided for measuring at least one property of liquids in the liquid line, in particular in the metering device or an adjacent part of the liquid line. Preferably, the sensor device is set up to detect system fluids. Advantageously, a particularly simple construction results when the sensor device is introduced into the liquid keitsleitung is integrated, ie forms part of the liquid line. For example, an optical sensor, possibly in combination with a lighting device in the liquid line may be provided.
Verfahrensbezogen basiert die Erfindung auf der allgemeinen technischen Lehre, bei einem Verfahren zum Betrieb einer FIu- idikeinrichtung, insbesondere der erfindungsgemäßen Fluidik- einrichtung, einen Transport von mindestens einer Systemflüs- sigkeit in einem Dosier-Arbeitsbereich mit einer Dosiereinrichtung, die ein erstes Ende einer Flüssigkeitsleitung bildet und mit einer Pumpeneinrichtung betätigt wird, und eine Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit in die Flüssigkeitsleitung durch einen Fluidikanschluss, der ein zweites Ende der Flüssigkeitsleitung bildet, vorzusehen, wobei beim Transport (Abgabe oder Aufnahme) der mindestens einen Systemflüssigkeit oder zur Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit die Förderrichtung der Pumpeneinrichtung, die zwischen den ersten und zweiten Enden der Flüssigkeitsleitung angeordnet ist, geändert wird.In terms of method, the invention is based on the general technical teaching, in a method for operating a fluidic device, in particular the fluidic device according to the invention, a transport of at least one system liquid in a metering operating range with a metering device which has a first end of a fluid line and is provided with a pump device, and a recording of a cleaning liquid in the liquid line by a fluid connection, which forms a second end of the liquid line to provide, during transport (delivery or recording) of the at least one system liquid or for receiving the cleaning liquid, the conveying direction Pump means which is arranged between the first and second ends of the liquid line is changed.
Zum Transport der mindestens einen Systemflüssigkeit wird die Dosiereinrichtung aufeinander folgend zu mindestens einem Probengefäß im Dosier-Arbeitsbereich bewegt und die Pumpen- einrichtung mit wiederholt geänderter Förderrichtung so betätigt wird, dass die mindestens eine Systemflüssigkeit an mindestens einem Probengefäß von der Dosiereinrichtung aufgenommen (eingesaugt) oder abgegeben wird. Vorteilhafterweise sind im Dosiermodus alle typischen Operationen der Flüssigkeits- handhabung, wie z. B. ein Aspirieren, ein Dosieren, ein Fördern mit vorbestimmter, z. B. konstanter Förderrate, ein Verdünnen, insbesondere Serienverdünnen, ein Waschen und/oder ein Mischen der mindestens einen Systemflüssigkeit in dem mindestens einen Probengefäß vorgesehen. Zur Reinigung der Dosiereinrichtung in einem Reinigungsmodus wird vorzugsweise eine Reinigungsflüssigkeit von einer Reinigungseinrichtung durch den Fluidikanschluss in die Flüssig- keitsleitung aufgenommen und durch die Dosiereinrichtung gespült und/oder die Flüssigkeitsleitung durch den Fluidikanschluss belüftet. Der Reinigungsmodus bietet den Vorteil, dass die Flüssigkeitsleitung und insbesondere die Dosiereinrichtung im Ruhebetrieb frei von Systemflüssigkeiten ist.For transporting the at least one system liquid, the metering device is moved sequentially to at least one sample vessel in the metering working area and the pump device is actuated with repeatedly changed conveying direction such that the at least one system liquid is taken up by the metering device (sucked in) or at least one sample vessel is delivered. Advantageously, in Dosiermodus all typical operations of liquid handling, such. As aspiration, dosing, conveying with predetermined, z. B. constant flow rate, dilution, in particular serial dilution, washing and / or mixing of the at least one system liquid in the at least one sample vessel provided. For cleaning the metering device in a cleaning mode, a cleaning fluid is preferably taken up by a cleaning device through the fluid connection into the fluid line and flushed by the metering device and / or the fluid line is vented through the fluid connection. The cleaning mode has the advantage that the fluid line and in particular the metering device is free of system fluids in idle mode.
Die unterschiedlichen Betriebsmodi, d. h. der Dosiermodus, bei dem die Proben durch die Dosiereinrichtung angesaugt und ausgegeben werden, und der Reinigungsmodus, bei dem kontinuierlich Reinigungslösung durch den Fluidikanschluss angesaugt wird und durch die Dosiereinrichtung in der Waschposition wieder abgegeben wird, stellen ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Die Umschaltung zwischen diesen Modi erfolgt ohne Einsatz eines Ventils, mit der vorteilhaften Konsequenz einer besonders leichten und gründli- chen Reinigung aller Fluidikwege des Systems und der Vermeidung von Kontaminationsrisiken.The different modes of operation, d. H. the dosing mode, in which the samples are sucked in and output by the metering device, and the cleaning mode in which cleaning solution is continuously sucked through the fluid connection and is discharged again by the metering device in the washing position, represent an essential feature of the method according to the invention. The switching between these modes occurs without the use of a valve, with the advantageous consequence of a particularly easy and thorough cleaning of all fluidic pathways of the system and the avoidance of contamination risks.
Die Erfinder haben festgestellt, dass sich überraschenderweise mit einer einzigen Flüssigkeitsleitung komplexe Flüssig- keiten, wie z. B. Milch, sehr gut handhaben lassen, und dass die Fluidikeinrichtung mit einem minimalen Einsatz von Reinigungslösung vollständig gespült werden kann. Der geringe Verbrauch von Reinigungslösungen ist ein Aspekt, der bei Vor- Ort-Geräten oder beim Umgang mit brisanten (toxischen) Flüs- sigkeiten, wegen des damit verbundenen Entsorgungsaufwands, besondere Bedeutung hat. Überraschend zeigte sich auch, dass die erfindungsgemäße Fluidikeinrichtung längere Zeit ohne Benutzung gelagert werden kann, ohne dass Kontaminationen auftreten können, z.B. Cyanobakterien oder Algenbewuchs, Staub- eintrag etc.. Bei Inbetriebnahme nach einer Betriebspause mussten keine besonderen Reinigungsprotokolle benutzt werden.The inventors have found that surprisingly with a single liquid line complex liquids such. As milk, handle very well, and that the Fluidikeinrichtung can be completely flushed with a minimum use of cleaning solution. The low consumption of cleaning solutions is an aspect which has particular significance in on-site devices or in dealing with explosive (toxic) liquids because of the associated disposal costs. Surprisingly, it has also been found that the fluidic device according to the invention can be stored for a long time without use, without contamination occurring, for example cyanobacteria or algae growth, dust Entry etc .. When commissioning after a break in operation no special cleaning protocols had to be used.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Fluidikeinrichtung oder des zugehörigen Betriebsverfahrens, insbesondere bei analytisch-chemische Analysen, bei Flüssigkeitsbehandlungen biologischer Proben, in der klinischen Diagnostik, in der Umweltanalytik, in der Lebensmittelchemie und/oder bei der Durchführung von Immunoassays stellt einen weiteren Gegenstand der Erfindung dar. Bevorzugte Anwendungen bestehen bei der analytisch-chemischen Untersuchung von Krankheitserregern, z. B. Botulismuserregern (Clostriudium botulinum) , Pesterregern (Y- ersinia pestis) , und Bakterienvarietäten, die Resistenzen gegen Antibiotika ausgebildet haben (Streptococcus aureus Stäm- me, MRSA etc) . Diese Auflistung von möglichen Anwendungen erfolgt ohne Einschränkung der Vollständigkeit. Die Fluidikeinrichtung kann als so genannter Liquid-Handling-Roboter z. B. als Einzelgerät zur Probenvorbereitung oder zur Probenbearbeitung verwendet werden.The use of the fluidics device according to the invention or the associated operating method, in particular in analytical-chemical analyzes, in liquid treatments of biological samples, in clinical diagnostics, in environmental analysis, in food chemistry and / or in the performance of immunoassays represents a further subject of the invention. Preferred applications are in the analytical chemical study of pathogens, eg. B. Botulismuserregern (Clostriudium botulinum), Pesterregern (Y- ersinia pestis), and bacterial varieties that have developed resistance to antibiotics (Streptococcus aureus strains, MRSA etc). This listing of possible applications is without limitation of completeness. The Fluidikeinrichtung can be used as a so-called liquid handling robot z. B. be used as a single device for sample preparation or for sample processing.
Die Erfindung hat die folgenden weiteren Vorteile. Da die in der klinischen, lebensmittelchemischen und Umweltanalytik zur Analyse eingesetzten komplexen Flüssigkeiten, wie z. B. Blut, Milch, Aufschlämmungen, Lebensmittelproben einen hohen Gehalt an Feststoffen aufweisen, stellt die leichte Reinigung einen wichtigen Vorteil der Fluidikeinrichtung dar. Die Fluidikeinrichtung arbeitet mit hoher Präzision, d. h. unter Einhaltung vorgegebener Volumina und Volumenströme und einer exakten Zeitsteuerung der Fluidikoperationen (Timing) .The invention has the following further advantages. Since the used in clinical, food chemical and environmental analysis for analysis complex fluids such. As blood, milk, slurries, food samples have a high content of solids, the easy cleaning is an important advantage of Fluidikeinrichtung. The Fluidikeinrichtung works with high precision, d. H. while maintaining given volumes and volume flows and an exact timing of the fluidic operations (timing).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat damit das Potential, herkömmliche technische Lösungen beim Einsatz in vollautomatischen oder teil-automatisierten Analysegeräten der klinischen und veterinärmedizinischen Diagnostik, Umweltanalytik, Lebensmittelchemie, und der Biotechnologie zu ersetzen, insbesondere bei preiswerten Vor-Ort-Analysegeräten, die für die Durchführung komplexer analytisch-chemischer Prozesse im Feld konstruiert werden.The device according to the invention thus has the potential of conventional technical solutions when used in fully automatic or partially automated analyzers of clinical and veterinary diagnostics, environmental analysis, Food chemistry and biotechnology, particularly in low-cost, on-site analyzers designed to perform complex analytical-chemical processes in the field.
Die erfindungsgemäße Fluidikeinrichtung ist ein technisch besonders einfach aufgebautes, besonders einfach zu reinigendes Fluid-Handhabungssystem, das zwei oder mehr Systemflüssigkeiten sowie bis zu mehrere Hundert Probenflüssigkeiten verar- beiten kann. Es kombiniert in vorteilhafterweise Weise eine kontinuierlich fördernde Pumpe mit einen einzelnen Fluidikweg bestehend aus zwei Hohlnadeln des Fluidikanschluss bzw. der Dosiereinrichtung und mindestens einer Schlauchverbindung, einen 3-Achsen Roboter und Einweggefäße für die Zuführung al- ler Flüssigkeiten (Systemflüssigkeiten und Proben) . Durch die konstruktive Realisierung und die Umschaltung zwischen zwei verschiedenen Betriebsmodi (Dosiermodus oder Reinigungsmodus) kann auf die Verwendung fest installierter Systemlösungstanks verzichtet werden und es verbleibt im Ruhebetrieb keine Flüs- sigkeit im System. Die Fluidikeinrichtung ist besonders für die Flüssigkeitshandhabung in preiswerten Vor-Ort Analysegeräte für die Durchführung komplexer analytisch-chemischer A- nalysen geeignet, insbesondere für die Durchführung von Immu- noassays .The fluidic device according to the invention is a fluid-handling system which is particularly simple in construction and which is particularly easy to clean and which can process two or more system fluids and up to several hundred sample fluids. It advantageously combines a continuously conveying pump with a single fluidic path consisting of two hollow needles of the fluid connection or the metering device and at least one hose connection, a 3-axis robot and disposable vessels for the supply of all liquids (system fluids and samples). Due to the constructive realization and the switching between two different operating modes (dosing mode or cleaning mode), the use of permanently installed system solution tanks can be dispensed with and no liquid remains in the system during idle operation. The fluidic device is particularly suitable for liquid handling in low-cost on-site analyzers for carrying out complex analytic-chemical analyzes, in particular for carrying out immunoassays.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung sind der kurze Fluidikweg ohne Verzweigungen, die Ventilfreiheit, die Positionierung des gesamten Fluidikweges über dem Niveau der Gefäße (Vorratsgefäße, Waschgefäße, Reservoire) , so dass eine Leckgefahr vermieden wird. Alle mit Flüssigkeit in Kontakt kommenden Gefäße können Einweggefäße sein, so dass sich eine hohe Prozesssicherheit und eine geringe Kontaminationsgefahr ergeben. Es ist kein Injektionsport zur Zuführung von Flüssigkeiten und Proben erforderlich. Schließlich ermöglicht die Erfindung eine einfache Adaption an analytisch-chemische Laborgeräte .Further advantageous features of the invention are the short Fluidikweg without branching, the valve freedom, the positioning of the entire Fluidikweges above the level of the vessels (storage vessels, washing vessels, reservoirs), so that a risk of leakage is avoided. All vessels in contact with liquid can be disposable vessels, resulting in high process reliability and a low risk of contamination. No injection port is required to deliver fluids and samples. Finally, the Invention a simple adaptation to analytical-chemical laboratory equipment.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figur 1: eine schematische Perspektivansicht einer erstenFigure 1: a schematic perspective view of a first
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidikein- richtung,Embodiment of the fluidic device according to the invention,
Figur 2: eine Illustration der erfindungsgemäßen Kombination einer Flüssigkeitsleitung mit einer Pumpeneinrichtung, undFIG. 2 shows an illustration of the combination according to the invention of a fluid line with a pump device, and
Figur 3: eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidikein- richtung.FIG. 3 shows a schematic perspective view of a further embodiment of the fluidic device according to the invention.
Figur 1 illustriert eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidikeinrichtung 100 mit der Flüssigkeitsleitung 10, dem Dosier-Arbeitsbereich 20, der Pumpeneinrichtung 30, der Reinigungseinrichtung 40, der Manipulatoreinrichtung 50 und dem Reinigungs-Arbeitsbereich 60. Die Komponenten 10 bis 30 und 60 sind vergrößert auch in Figur 2 gezeigt. Im Dosier-Arbeitsbereich 20 sind eine Vielzahl von Probengefäßen 21, die Proben zur Behandlung oder Verarbeitung mit der Fluidikeinrichtung enthalten, und ein Systemflüssigkeitsreservoir 22 angeordnet. Die Probengefäße 21 sind zur Aufbewahrung und Handhabung der flüssigen Proben eingerichtet und auf gleicher Höhe z. B. auf einem Träger (so genannter Tray) angeordnet.FIG. 1 illustrates a first embodiment of the fluidic device 100 according to the invention with the fluid line 10, the metering work area 20, the pump device 30, the cleaning device 40, the manipulator device 50 and the cleaning work area 60. The components 10 to 30 and 60 are also enlarged in FIG Figure 2 shown. In the dosing working area 20, a multiplicity of sample vessels 21, which contain samples for the treatment or processing with the fluidic device, and a system liquid reservoir 22 are arranged. The sample containers 21 are set up for storage and handling of the liquid samples and z. B. on a support (so-called tray).
Die Fluidikeinrichtung 100 weist einen Basisblock 110 auf, an dem die Manipulatoreinrichtung 50 angebracht und in dem ein Flüssigkeitsabfallbehälter (nicht dargestellt) enthalten ist. In der Praxis weist eine Fluidikeinrichtung weitere Komponenten, wie z. B. eine Steuerung, ein Bedienteil und ggf. für eine automatisierte Erkennung von Probengefäßen und deren Po- sitionen eine Kameraeinrichtung auf, die an sich bekannt und in den Figuren nicht dargestellt sind.The fluidic device 100 has a base block 110, on which the manipulator device 50 is mounted and in which Liquid waste container (not shown) is included. In practice, a Fluidikeinrichtung other components, such. As a controller, a control panel and possibly for automated detection of sample vessels and their posi- tions a camera device, which are known per se and not shown in the figures.
Die Flüssigkeitsleitung 10 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 11 mit der Dosiereinrichtung 12 und einem zweiten Ende 13 mit dem Fluidikanschluss 14. Die Flüssigkeitsleitung 10 besteht aus einem ersten Schlauchstück, das sich vom ersten Ende 11 bis zur Pumpeneinrichtung 30 erstreckt und einem zweiten Schlauchstück, das sich zwischen der Pumpeneinrichtung 30 und dem zweiten Ende 13 erstreckt. Alternativ kann ein einstückiger durchgehender Schlauch vorgesehen sein, der in die Pumpeneinrichtung 30 integriert ist. Die Schlauchstücke oder der durchgehende Schlauch besteht z. B. aus Silikon mit einem Außendurchmesser von 3,2 mm und einem Innendurchmesser von 1,6 mm.The liquid line 10 extends between a first end 11 with the metering device 12 and a second end 13 with the fluid connection 14. The liquid line 10 consists of a first piece of tubing extending from the first end 11 to the pump means 30 and a second piece of tubing, the extends between the pumping device 30 and the second end 13. Alternatively, an integral continuous tube may be provided which is integrated into the pump device 30. The pieces of hose or the continuous hose consists z. B. silicone with an outer diameter of 3.2 mm and an inner diameter of 1.6 mm.
Die Dosiereinrichtung 12 ist allgemein zur Aufnahme oder Abgabe von Flüssigkeiten vorgesehen und umfasst eine Hohlleitung, insbesondere eine Hohlnadel und ein Dosierreservoir, das durch den Innenraum des Endes der Flüssigkeitsleitung 10 gebildet wird. Der Innendurchmesser der Hohlnadel ist vorzugsweise gleich dem Innendurchmesser der Flüssigkeitsleitung. Die Hohlnadel ist bspw. eine Stahlkanüle mit einer Länge von rd. 50 mm, einem Außendurchmesser von 2 mm und einem Innendurchmesser von 1,6 mm. Der Fluidikanschluss 14 wird vorzugsweise ebenfalls durch eine Hohlnadel gebildet, die z. B. wie die Hohlnadel der Dosiereinrichtung ausgeführt ist.The metering device 12 is generally provided for receiving or dispensing liquids and comprises a hollow conduit, in particular a hollow needle and a metering reservoir, which is formed by the interior of the end of the liquid conduit 10. The inner diameter of the hollow needle is preferably equal to the inner diameter of the liquid line. The hollow needle is, for example, a steel cannula with a length of approx. 50 mm, an outer diameter of 2 mm and an inner diameter of 1.6 mm. The fluid connection 14 is preferably also formed by a hollow needle, the z. B. as the hollow needle of the metering device is executed.
Die Pumpeneinrichtung 30 umfasst eine Peristaltikpumpe 31, die an der Manipulatoreinrichtung 50 befestigt ist. Als Pe- ristaltikpumpe 31 ist z. B. die programmgesteuerte, mit einem Schrittmotor versehene Pumpe vom Typ SR25-S300 (Hersteller: Rietschle-Thomas AG) vorgesehen.The pump device 30 comprises a peristaltic pump 31, which is attached to the manipulator device 50. As peer ristaltikpumpe 31 is z. B. the program-controlled, provided with a stepper motor pump type SR25-S300 (manufacturer: Rietschle Thomas AG) provided.
Die Manipulatoreinrichtung 50 umfasst einen Drei-Achsen- Portalroboter. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Manipulatoreinrichtung 50 eine ortsfest am Basisblock 110 fixierte Brücke 52, an welcher der Träger 51 der Dosiereinrichtung 12 und des Fluidikanschluss 14 mit zwei linearen Translationsantrieben in den orthogonalen y- und z-The manipulator device 50 comprises a three-axis gantry robot. In the illustrated embodiment, the manipulator device 50 comprises a bridge fixedly fixed to the base block 110 bridge 52, on which the carrier 51 of the metering device 12 and the fluid connection 14 with two linear translational drives in the orthogonal y- and z-
Raumrichtungen verschiebbar ist, und eine Plattform 53, die mit einem weiteren linearen Translationsantrieb in der x- Raumrichtung verschiebbar auf dem Basisblock 110 angeordnet ist.Spaced spatial directions, and a platform 53 which is arranged with a further linear translational drive in the x-spatial direction slidably on the base block 110.
Der Träger 51 besteht aus einer Trägerplatte 54 und zwei seitlichen abstehenden Nadelhaltern 55. Die Nadelhalter 55 weisen jeweils eine Aufnahme für die Hohlnadeln der Dosiereinrichtung 12 und des Fluidikanschluss 14 auf. Die Aufnahmen der Nadelhalter 55 haben in horizontaler Richtung (y-The carrier 51 consists of a carrier plate 54 and two laterally protruding needle holders 55. The needle holders 55 each have a receptacle for the hollow needles of the metering device 12 and the fluid connection 14. The receptacles of the needle holder 55 have in the horizontal direction (y-
Richtung) einen Abstand, der dem horizontalen Abstand der Vorrats- und Waschgefäße der Reinigungseinrichtung 40 entspricht (siehe unten) . Die am Träger 51 befestigten Teile der Flüssigkeitsleitung 10, die allgemein die Enden der Flüssig- keitsleitung 10 bilden und im dargestellten Beispiel dieDirection) a distance corresponding to the horizontal distance of the storage and washing vessels of the cleaning device 40 (see below). The parts of the liquid line 10 which are fastened to the carrier 51 and generally form the ends of the liquid line 10 and, in the example shown, the
Hohlnadeln der Dosiereinrichtung 12 und des Fluidikanschluss 14 umfassen, weisen eine gegenseitige vertikale Verschiebung Z0 (Figur 2) auf. Die vertikale Verschiebung Zo ist so gewählt, dass bei allen interessierenden Bewegungen der Hohlna- del der Dosiereinrichtung 12 im Dosierarbeitsbereich 20 einHollow needles of the metering device 12 and the fluid connection 14 include, have a mutual vertical displacement Z 0 (Figure 2). The vertical displacement Zo is chosen such that, in the case of all movements of interest, the hollow needle of the metering device 12 in the metering working region 20 enters
Eindringen der Hohlnadel des Fluidikanschluss 14 in einen der Probenbehälter 21 ausgeschlossen ist. Der vertikale Abstand Zo wird durch Auswahl einer geeignet dimensionierten Platte 54 des Trägers 51 gewählt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Höheneinstellung durch eine Verschiebung der Hohlnadeln in den Aufnahmen der Nadelhalter 55 in vertikaler Richtung vorgesehen sein.Penetration of the hollow needle of the fluid connection 14 is excluded in one of the sample container 21. The vertical distance Zo is selected by selecting a suitably sized plate 54 of the carrier 51. Alternatively or additionally a height adjustment may be provided by a displacement of the hollow needles in the receptacles of the needle holder 55 in the vertical direction.
Die Reinigungseinrichtung 40 umfasst das Vorratsgefäß 41 und das Waschgefäß 42, die in einem Reinigungs-Arbeitsbereich 60 neben dem Dosier-Arbeitsbereich 20 auf dem Basisblock 110 angeordnet sind. Die Vorrats- und Waschgefäße 41 befinden sich auf dem Basisblock 110 neben der Brücke 52 derart, dass die Hohlnadeln der Dosiereinrichtung 12 und der Fluidikanschluss 14 durch eine Bewegung des Trägers 51 in den y- und z- Richtungen jeweils entsprechend in das Vorratsgefäß 41 und das Waschgefäß 42 eingeführt werden können. Die Vorrats- und Waschgefäße sind mit einem vertikalen Arbeitsabstand Zi ange- ordnet, der gleich dem vertikalen Abstand Zo der Hohlnadeln der Dosiereinrichtung 12 und des Fluidikanschluss 14 ist. Das Waschgefäß 42 ist zur passiven Reinigung durch innere und äußere Umspülung der Dosiereinrichtung 12 eingerichtet.The cleaning device 40 comprises the storage vessel 41 and the washing vessel 42, which are arranged in a cleaning work area 60 next to the metering work area 20 on the base block 110. The storage and washing vessels 41 are located on the base block 110 next to the bridge 52 such that the hollow needles of the metering device 12 and the fluid port 14 by a movement of the carrier 51 in the y and z directions respectively in the storage vessel 41 and the Washing vessel 42 can be introduced. The storage and washing vessels are arranged with a vertical working distance Zi, which is equal to the vertical distance Zo of the hollow needles of the metering device 12 and the fluid connection 14. The washing vessel 42 is designed for passive cleaning by inner and outer rinsing of the dosing device 12.
Durch die vertikale Versetzung der Dosiereinrichtung 12 und des Fluidikanschluss 14 sowie der Vorrats- und Waschgefäße 41, 42 und die vertikal gleichförmige Ausrichtung der Probengefäße 21 wird der wesentliche Vorteil der Erfindung erreicht, dass die Dosiereinrichtung 12 und der Fluidik- anschluss 14 im Dosier-Arbeitsbereich funktionell entkoppelt und im Reinigungs-Arbeitsbereich 60 funktionell gekoppelt sind. Entgegen der intuitiven Annahme, dass es nicht möglich ist, die Funktionen der beiden mechanisch gekoppelten Hohlnadeln bzw. den Dosiermodus vom Reinigungsmodus vollständig zu entkoppeln, zeigte sich, dass dies durch die gezeigte Anordnung der Vorrats- und Waschgefäße und der Probengefäße erreicht werden kann. Als Vorratsbehälter 41 und Systemflüssigkeitsreservoir 22 sind vorzugsweise Einwegartikel, wie z. B. Kunststoffbehälter vorgesehen. Es werden bspw. PP-Behälter mit einem Volumen von 125 ml verwendet.The vertical displacement of the metering device 12 and the fluid connection 14 and the storage and washing vessels 41, 42 and the vertically uniform orientation of the sample vessels 21, the essential advantage of the invention is achieved that the metering device 12 and the fluidic connection 14 in the metering work area functionally decoupled and functionally coupled in the cleaning workspace 60. Contrary to the intuitive assumption that it is not possible to completely decouple the functions of the two mechanically coupled hollow needles or the dosing mode from the cleaning mode, it has been found that this can be achieved by the shown arrangement of the storage and washing vessels and the sample vessels. As a reservoir 41 and system liquid reservoir 22 are preferably disposable articles such. B. plastic container provided. For example, PP containers with a volume of 125 ml are used.
Die Probengefäße 21 sind so angeordnet, dass sie vollständig im Dosier-Arbeitsbereich 20 liegen. Das Systemflüssigkeitsreservoir 22 ist so angebracht, dass es zumindest teilweise im Dosier-Arbeitsbereich 20 angeordnet ist. Das Vorratsgefäß 41 ist so angebracht, dass es zumindest teilweise im Reinigungs- Arbeitsbereich des Fluidikanschluss 14 angeordnet ist, und der Abstand des Fluidikanschluss 14 und der Dosiereinrichtung 12 ist so gewählt, dass die Dosiereinrichtung 12 in das Waschgefäß 42 (Überlauf) eintaucht, wenn der Fluidikanschluss 14 in die Reinigungsflüssigkeit im Vorratsgefäß 41 eintaucht.The sample containers 21 are arranged so that they lie completely in the dosing working area 20. The system fluid reservoir 22 is mounted so that it is at least partially disposed in the metering work area 20. The storage vessel 41 is mounted so that it is at least partially disposed in the cleaning work area of the fluid port 14, and the distance of the fluid port 14 and the metering device 12 is selected so that the metering device 12 is immersed in the washing vessel 42 (overflow) when the Fluid connection 14 immersed in the cleaning liquid in the storage vessel 41.
Gleichzeitig ist der Fluidikanschluss 14 mit einer festen Versetzung in x- und z-Richtung angeordnet, so dass er niemals den Dosier-Arbeitsbereich 20 penetrieren kann, wenn die Dosiereinrichtung 12 im Dosier-Arbeitsbereich 20 bewegt wird. Je nach Tiefe (z-Höhe) der von der Dosiereinrichtung 12 bearbeiteten Probengefäße reicht es aus, den Fluidikanschluss 14 entsprechend höher zu montieren und die Montagehöhe des Rei- nigungsflüssigkeits-Vorratsgefäßes 41 entsprechend zu erhö- hen . Bei besonders tiefen, von der Dosiereinrichtung 12 zu bearbeitenden Gefäßen (mit einem hohem Aspektverhältnis) kann es zusätzlich nötig sein, im Dosier-Arbeitsbereich Lücken zu definieren, in welche der Fluidikanschluss 14 eintauchen kann .At the same time, the fluid port 14 is disposed at a fixed offset in the x and z directions so that it can never penetrate the metering work area 20 when the metering device 12 is moved in the metering work area 20. Depending on the depth (z height) of the sample vessels processed by the metering device 12, it is sufficient to mount the fluid connection 14 correspondingly higher and to correspondingly increase the mounting height of the cleaning fluid storage vessel 41. In the case of particularly deep vessels to be processed by the metering device 12 (with a high aspect ratio), it may additionally be necessary to define gaps in the metering working area into which the fluid connection 14 can dip.
Der Abfallflüssigkeitsbehälter 111 ist so angeordnet, dass die Flüssigkeitsabfälle, die in die passiven Waschstation gelangen, durch Schwerkraft in den Abfallflüssigkeitsbehälter 111 fließen, d.h. er liegt unterhalb der Flüssigkeitsniveaus der Vorratsgefäße und der Probengefäße und unterhalb des Do- sier-Arbeitsbereiches und des Reinigungs-Arbeitsbereiches.The waste liquid container 111 is arranged so that the liquid wastes entering the passive washing station flow by gravity into the waste liquid container 111, ie it is below the liquid levels the storage vessels and the sample vessels and below the dosing work area and the cleaning work area.
Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Fluidik- einrichtung 100 mit der Flüssigkeitsleitung 10, dem Dosierarbeitsbereich 20, der Pumpeneinrichtung 30, der Reinigungseinrichtung 40, der Manipulationseinrichtung 50, dem Reinigungs- Arbeitsbereich 60 und einer Sensoreinrichtung 70. Die Flüssigkeitsleitung 10 ist mit einem vertikalen Abstand der En- den, d. h. der Dosiereinrichtung 12 und des Fluidikanschluss 14 am Träger 51 der Manipulatoreinrichtung 50 befestigt. Die Pumpeneinrichtung 30 ist in der Flüssigkeitsleitung 10 angeordnet. Im Unterschied zur oben beschriebenen Ausführungsform ist bei der Fluidikeinrichtung 100 gemäß Figur 3 ein ortsfes- ter Dosier-Arbeitsbereich vorgesehen. Entsprechend ist die Manipulatoreinrichtung 50 mit drei Linearantrieben (z. B. Schrittmotoren) zur Bewegung des Trägers 51 in allen drei Raumrichtungen ausgestattet.FIG. 3 shows a modified embodiment of the fluidic device 100 with the fluid line 10, the metering work area 20, the pump device 30, the cleaning device 40, the manipulation device 50, the cleaning work area 60 and a sensor device 70. The fluid line 10 is at a vertical distance the end, d. H. the metering device 12 and the fluid connection 14 on the carrier 51 of the manipulator device 50 is attached. The pump device 30 is arranged in the liquid line 10. In contrast to the embodiment described above, in the fluidic device 100 according to FIG. 3, a stationary metering operating region is provided. Accordingly, the manipulator device 50 is equipped with three linear drives (eg, stepper motors) for moving the carrier 51 in all three spatial directions.
Die Sensoreinrichtung 70 ist in die Flüssigkeitsleitung 10 im Bereich der Dosiereinrichtung 12 integriert. Die Sensoreinrichtung 70 umfasst z. B. eine Fluoreszenz-Messzelle, z. B. mit faseroptischen Sensoren.The sensor device 70 is integrated in the liquid line 10 in the region of the metering device 12. The sensor device 70 comprises z. B. a fluorescence measuring cell, z. B. with fiber optic sensors.
Figur 3 illustriert des Weiteren den Abfallflüssigkeitsbehälter 111, der mit dem Waschgefäß 42 der Reinigungseinrichtung verbunden ist. Die Reinigungsflüssigkeit, die bei der Reinigung durch die Flüssigkeitsleitung 10 gespült wird, fließt von der Überlauföffnung des Waschgefäßes 42 in den Abfall- flüssigkeitsbehälter 111.Figure 3 further illustrates the waste liquid container 111 which is connected to the washing vessel 42 of the cleaning device. The cleaning liquid, which is purged by the liquid line 10 during cleaning, flows from the overflow opening of the washing vessel 42 into the waste liquid container 111.
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Fluidikeinrichtung kann zum Beispiel die im Folgenden beschriebenen Verfahren umfassen. Beispiel 1: Roboter zur Handhabung flüssiger ProbenThe operation of the fluidic device according to the invention may comprise, for example, the methods described below. Example 1: Robot for handling liquid samples
Die folgende Tabelle zeigt elementare Fluidikoperationen der erfindungsgemäßen Fluidikeinrichtung, z. B. gemäß Figur 1 o- der 3. Komplexe Fluidikoperationen wie Verdünnen, Serienverdünnung etc. sind durch Kombination der elementaren Operationen und Translationsoperationen des Roboters darstellbar.The following table shows elementary Fluidikoperationen the Fluidikeinrichtung invention, z. B. Complex fluidic operations such as dilution, serial dilution, etc. can be represented by combining the elementary operations and translational operations of the robot.
Beispiel 2: Immunosensor mit Durchflusszelle und integriertem ProbenhandhabungsroboterExample 2: Immunosensor with flow cell and integrated sample handling robot
Die Fluidikeinrichtung zur Handhabung flüssiger Proben aus Beispiel 1 wird durch Integration einer Sensoreinrichtung 70 (Figur 3) in den Fluidweg zu einem Immunoassay-Analysegerät mit vollautomatischer Verarbeitung von klinischen Proben, Lebensmittelproben oder Umweltproben aufgerüstet. Die Sensoreinrichtung umfasst einen Durchsensors, insbesondere einen Immunosensor 70, wie z. B. einen faseroptischen Fluoreszenz- Sensor zwischen der Dosiereinrichtung und der Pumpe.The Fluidikeinrichtung for handling liquid samples of Example 1 is by integration of a sensor device 70th (Figure 3) in the fluid path to an immunoassay analyzer with fully automated processing of clinical samples, food samples or environmental samples upgraded. The sensor device comprises a through-sensor, in particular an immunosensor 70, such. B. a fiber optic fluorescence sensor between the metering device and the pump.
Die Fluidikeinrichtung wird z. B. zur Verarbeitung und Messung von 12 Milchproben auf Antibiotikarückstände verwendet. Die Milchproben werden in einer ersten Gruppe von Probengefäßen (Schnappdeckelflaschen, z. B. vom Hersteller Fisher Scientific) in einem Probenträger in die Fluidikeinrichtung eingebracht. 12 weitere Probengefäße (z.B. vom Hersteller Ep- pendorf AG) , die mit lyophilisiertem Antikörper-Fluorophor- Konjugaten dotiert sind, werden ebenfalls in die Fluidikeinrichtung eingebracht. Die vollautomatische Bearbeitung der Proben erfolgt durch folgende Sequenz von fluidtechnischen Operationen:The Fluidikeinrichtung is z. For processing and measuring 12 milk samples for antibiotic residues. The milk samples are introduced into the fluidics device in a first group of sample containers (snap-cap bottles, eg from the manufacturer Fisher Scientific) in a sample carrier. 12 further sample vessels (for example manufactured by Eppendorf AG) doped with lyophilized antibody-fluorophore conjugates are also introduced into the fluidic device. The fully automatic processing of the samples is carried out by the following sequence of fluidic operations:
1. Aspiration von Milchprobe 11. Aspiration of milk sample 1
2. Dosieren von Milchprobe 1 in Probengefäß 12. Dosing milk sample 1 in sample vessel 1
3. Waschen der Hohlnadel der Dosiereinrichtung 12 und des Fluidikweges mit Reinigungsflüssigkeit3. Washing the hollow needle of the metering device 12 and the Fluidikweges with cleaning fluid
4. Aspiration von Systemflüssigkeit 5. Dosieren von Systemflüssigkeit in Probengefäß 14. Aspiration of system liquid 5. Dosing of system liquid in sample vessel 1
6. Mischen von Milchprobe und Systemflüssigkeit durch alternierendes Aspirieren/Dosieren6. Mixing milk sample and system fluid by alternating aspirate / dosing
7. Inkubation des Reaktionsgemisches (Wartezeit abwarten)7. Incubation of the reaction mixture (waiting time to wait)
8. Fördern des Reaktionsgemisches vor den Immunosensor 70 (Aspirieren)8. conveying the reaction mixture before the immunosensor 70 (aspirate)
9. Inkubation des Reaktionsgemisches mit dem Immunosensor 709. Incubation of the reaction mixture with the immunosensor 70th
10. Waschen des Immunosensors 70 (Aspirieren von Systemflüssigkeit)10. Washing the Immunosensor 70 (Aspirate System Fluid)
11. Messen des Fluoreszenzsignals, speichern des Wertes 12. Regenerieren des Immunosensors 70 (kontinuierliches spülen mit Reinigungsflüssigkeit )11. Measuring the fluorescence signal, storing the value 12. Regenerate the immunosensor 70 (continuous rinse with cleaning fluid)
13. Aspiration von Milchprobe 2 und Wiederholung der genannten Schritte.13. Aspirate milk sample 2 and repeat the above steps.
Die Steuerung der Ablaufsequenz und die Analyse der Messergebnisse erfolgt durch einen externen Computer oder eine eingebettete Steuereinrichtung.The control of the sequence of operations and the analysis of the measurement results are performed by an external computer or an embedded controller.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. The features of the invention disclosed in the foregoing description, claims and drawings may be significant to the realization of the invention in its various forms both individually and in combination.

Claims

ANSPRUCHE
1. Fluidikeinrichtung (100), umfassend:A fluidic device (100) comprising:
- eine Flüssigkeitsleitung (10), deren erstes Ende (11) eine Dosiereinrichtung (12) bildet, die dazu eingerichtet ist, eine Systeraflüssigkeit in einem Dosier-Arbeitsbereich (20) aufzunehmen oder abzugeben, und deren zweites Ende (13) einen Fluidikanschluss (14) aufweist, der dazu eingerichtet ist, eine Reinigungsflüssigkeit aufzunehmen, und- A liquid line (10), the first end (11) forms a metering device (12) adapted to receive or deliver a Systeraflüssigkeit in a metering work area (20), and the second end (13) has a fluid connection (14 ), which is adapted to receive a cleaning liquid, and
- eine Pumpeneinrichtung (30), die zur Betätigung der Dosiereinrichtung (12) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Pumpeneinrichtung (30) an der Flüssigkeitsleitung (10) zwischen deren ersten und zweiten Enden (11, 13) angeordnet und zur Flüssigkeitsförderung in der Flüssigkeitsleitung (10) mit wählbarer Förderrichtung eingerichtet ist.- A pump device (30), which is adapted to operate the metering device (12), characterized in that - the pump device (30) on the liquid line (10) between the first and second ends (11, 13) arranged and for conveying liquids in the liquid line (10) is arranged with selectable conveying direction.
2. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 1, die umfasst:2. fluidic device according to claim 1, which comprises:
- eine Reinigungseinrichtung (40), die dazu eingerichtet ist, eine Reinigungsflüssigkeit zur Reinigung der Dosiereinrichtung (10) bereitzustellen.- A cleaning device (40) which is adapted to provide a cleaning liquid for cleaning the metering device (10).
3. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 2, bei welcher der3. Fluidikeinrichtung according to claim 2, wherein the
Fluidikanschluss (14) mit der Reinigungseinrichtung (40) verbindbar ist.Fluid connection (14) with the cleaning device (40) is connectable.
4. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der vorherge- henden Ansprüche, die umfasst:4. Fluidics device according to at least one of the preceding claims, comprising:
- eine Manipulatoreinrichtung (50), die zur Einstellung der Position der Dosiereinrichtung (12) innerhalb des Dosier- Arbeitsbereiches (20) eingerichtet ist. - A manipulator device (50) which is adapted to adjust the position of the metering device (12) within the metering work area (20).
5. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Manipulatoreinrichtung (50) zur linearen Translation der Dosiereinrichtung (12) in allen orthogonalen Raumrichtungen innerhalb des Dosier-Arbeitsbereiches (20) eingerichtet ist.5. Fluidikeinrichtung according to claim 4, wherein the manipulator means (50) for linear translation of the metering device (12) in all orthogonal spatial directions within the metering work area (20) is arranged.
6. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, bei der die Manipulatoreinrichtung (50) zur Einstellung der Position des Fluidikanschluss (14) innerhalb eines Reinigungs-Arbeitsbereiches (60) der Reinigungseinrichtung (40) eingerichtet ist.6. Fluidikeinrichtung according to claim 4 or 5, wherein the manipulator device (50) for adjusting the position of the fluid connection (14) within a cleaning work area (60) of the cleaning device (40) is arranged.
7. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Manipulatoreinrichtung (50) einen beweglichen Träger (51) aufweist, an dem die Dosiereinrichtung (12) und der Fluidikanschluss (14) befestigt sind.7. Fluidikeinrichtung according to at least one of claims 4 to 6, wherein the manipulator device (50) has a movable support (51) on which the metering device (12) and the fluid connection (14) are attached.
8. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die Dosiereinrichtung (12) und der Fluidikanschluss (14) am Träger (51) mit einem gegenseitigen vertikalen Abstand befestigt sind.8. fluidic device according to claim 7, wherein the metering device (12) and the fluid connection (14) on the support (51) are fixed with a mutual vertical distance.
9. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Dosiereinrichtung (12) und der Fluidikanschluss (14) vertikal ausgerichtete Hohlleitungen sind, wobei die Dosiereinrichtung (12) relativ zum Fluidikanschluss (14) um den vertikalen Abstand in vertikaler Richtung nach unten vorragt.9. Fluidikeinrichtung according to claim 8, wherein the metering device (12) and the fluid connection (14) are vertically aligned hollow conduits, wherein the metering device (12) projects relative to the fluid port (14) by the vertical distance in the vertical direction downwards.
10. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, bei der die Reinigungseinrichtung (40) ein Vorrats- gefäß (41) und ein Waschgefäß (42) aufweist.10. fluidic device according to at least one of claims 2 to 9, wherein the cleaning device (40) has a supply container (41) and a washing vessel (42).
11. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 10, bei der die Dosiereinrichtung (12) und der Fluidikanschluss (14) einen ho- rizontalen Abstand aufweisen, welcher an den Abstand der Vorrats- und Waschgefäße (41, 42) angepasst ist.11. fluidic device according to claim 10, wherein the metering device (12) and the fluid connection (14) has a ho Have a horizontal distance, which is adapted to the distance of the storage and washing vessels (41, 42).
12. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, bei der die Vorrats- und Waschgefäße (41, 42) entsprechend dem vertikalen Abstand der Dosiereinrichtung (12) und des Fluidik- anschluss (14) in vertikaler Richtung versetzt angeordnet sind.12. Fluidikeinrichtung according to claim 10 or 11, wherein the storage and washing vessels (41, 42) corresponding to the vertical distance of the metering device (12) and the fluidic connection (14) are arranged offset in the vertical direction.
13. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der das Waschgefäß ein Überlaufgefäß (42) zur Aufnahme der Dosiereinrichtung (12) ist.13. Fluidikeinrichtung according to at least one of claims 10 to 12, wherein the washing vessel is an overflow vessel (42) for receiving the metering device (12).
14. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der vorherge- henden Ansprüche, bei welcher der Dosier-Arbeitsbereich (20) zur Aufnahme einer Vielzahl von Probengefäßen (21) eingerichtet ist.14. Fluidics device according to at least one of the preceding claims, wherein the dosing work area (20) is adapted to receive a plurality of sample vessels (21).
15. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der vorherge- henden Ansprüche, bei der im Dosier-Arbeitsbereich (20) ein15. fluidic device according to at least one of the preceding claims, wherein in the dosing work area (20) a
Systemflüssigkeitsreservoir (22) angeordnet ist.System liquid reservoir (22) is arranged.
16. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Flüssigkeitsleitung (10) zumin- dest in Teilbereichen aus einem biegsamen Material besteht.16. Fluidikeinrichtung according to at least one of the preceding claims, wherein the liquid line (10) at least in some areas of a flexible material.
17. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 16, bei der die Flüssigkeitsleitung (10) zumindest in Teilbereichen aus einem Schlauch besteht.17. Fluidikeinrichtung according to claim 16, wherein the liquid line (10) consists of a tube at least in some areas.
18. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 17, bei der die Flüssigkeitsleitung (10) vollständig aus einem Schlauch besteht. 18. Fluidikeinrichtung according to claim 17, wherein the liquid line (10) consists entirely of a hose.
19. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die umfasst:19. Fluidics device according to at least one of the preceding claims, comprising:
- eine Sensoreinrichtung (70), die zur Messung einer Eigenschaft der Systemflüssigkeit in der Flüssigkeitsleitung (10) eingerichtet ist.- A sensor device (70) which is adapted to measure a property of the system liquid in the liquid line (10).
20. Fluidikeinrichtung gemäß Anspruch 19, bei der die Sensoreinrichtung (70) in der Flüssigkeitsleitung (10) zwischen der Dosiereinrichtung (12) und der Pumpeneinrichtung (30) an- geordnet ist.20. fluidic device according to claim 19, wherein the sensor device (70) in the liquid line (10) between the metering device (12) and the pump device (30) is arranged.
21. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Dosiereinrichtung (12) und/oder der Fluidikanschluss (14) eine Hohlnadel (15) aufweist.21. Fluidikeinrichtung according to at least one of the preceding claims, wherein the metering device (12) and / or the fluid connection (14) has a hollow needle (15).
22. Fluidikeinrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Pumpeneinrichtung (30) eine Membranpumpe oder eine Peristaltikpumpe (31) aufweist.22. Fluidikeinrichtung according to at least one of the preceding claims, wherein the pump means (30) comprises a diaphragm pump or a peristaltic pump (31).
23. Verfahren zum Betrieb einer Fluidikeinrichtung (100), mit dem Schritt:23. A method for operating a fluidic device (100), comprising the step:
- Transport von mindestens einer Systemflüssigkeit in einem Dosier-Arbeitsbereich (20) der Fluidikeinrichtung (100) mit einer Dosiereinrichtung (12), die ein erstes Ende (11) einer Flüssigkeitsleitung (10) bildet und mit einer Pumpeneinrichtung (30) betätigt wird, gekennzeichnet: durch den weiteren Schritt- Transport of at least one system liquid in a metering work area (20) of the Fluidikeinrichtung (100) with a metering device (12), which forms a first end (11) of a liquid line (10) and is actuated with a pump device (30) characterized : through the next step
- Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit in die Flüssigkeitsleitung (10) durch einen Fluidikanschluss (14), der ein zwei- tes Ende (13) der Flüssigkeitsleitung (10) bildet, wobei- Receiving a cleaning liquid in the liquid line (10) through a fluid connection (14) which forms a second end (13) of the liquid line (10), wherein
- beim Transport der mindestens einen Systemflüssigkeit oder zur Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit die Förderrichtung der Pumpeneinrichtung (30) , die an der Flüssigkeitsleitung (10) zwischen deren ersten und zweiten Enden (11, 13) angeordnet ist, geändert wird.- During transport of the at least one system liquid or for receiving the cleaning liquid, the conveying direction of the pump device (30) on the liquid line (10) is arranged between the first and second ends (11, 13) is changed.
24. Verfahren gemäß Anspruch 23, bei dem in einem Dosiermo- dus zum Transport der mindestens einen Systemflüssigkeit die24. The method according to claim 23, wherein in a Dosiermo- dus for transporting the at least one system liquid the
Dosiereinrichtung aufeinanderfolgend zu mindestens einem Probengefäß (21) im Dosier-Arbeitsbereich (29) bewegt und die Pumpeneinrichtung (30) mit wiederholt geänderter Förderrichtung so betätigt wird, dass die mindestens eine Systemflüs- sigkeit an dem mindestens einen Probengefäß (21) von der Dosiereinrichtung (10) aufgenommen oder abgegeben wird.Metering device successively moves to at least one sample vessel (21) in the dosing work area (29) and the pump device (30) is operated with repeatedly changed conveying direction so that the at least one system liquid at the at least one sample vessel (21) from the metering device ( 10) is recorded or delivered.
25. Verfahren gemäß Anspruch 24, bei dem im Dosiermodus die mindestens eine Systemflüssigkeit aus mindestens einem Sys- temflüssigkeitsreservoir (22) aufgenommen wird.25. The method according to claim 24, wherein in the metering mode the at least one system liquid is received from at least one system fluid reservoir (22).
26. Verfahren gemäß Anspruch 24 oder 25, bei dem im Dosiermodus ein Aspirieren, ein Dosieren und/oder ein Mischen der mindestens einen Systemflüssigkeit in dem mindestens einen Probengefäß (21) vorgesehen ist.26. The method according to claim 24 or 25, wherein in the dosing mode, aspiration, dosing and / or mixing of the at least one system liquid in the at least one sample vessel (21) is provided.
27. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem in einem Reinigungsmodus eine Reinigungsflüssigkeit von einer Reinigungseinrichtung (40) durch den Fluidi- kanschluss (14) in die Flüssigkeitsleitung (10) aufgenommen und durch die Dosiereinrichtung (10) geleitet wird.27. The method according to any one of claims 23 to 26, wherein in a cleaning mode, a cleaning liquid from a cleaning device (40) through the Fluidi- kanschluss (14) is received in the liquid line (10) and passed through the metering device (10).
28. Verfahren gemäß Anspruch 27, bei dem zur Durchleitung der Reinigungsflüssigkeit die Dosiereinrichtung in einem Überlauf-Waschgefäß (42) angeordnet wird.28. The method according to claim 27, wherein for the passage of the cleaning liquid, the metering device is arranged in an overflow washing vessel (42).
29. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 27 oder 28, bei dem im Reinigungsmodus die Flüssigkeitsleitung (10) belüftet wird. 29. The method according to any one of claims 27 or 28, wherein in the cleaning mode, the liquid line (10) is vented.
30. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 23 bis 29, mit dem Schritt:30. The method according to any one of claims 23 to 29, comprising the step:
- Messung einer Eigenschaft der mindestens einen Systemflüs- sigkeit in der Flüssigkeitsleitung (10) .- Measurement of a property of the at least one system liquid in the liquid line (10).
31. Verwendung einer Fluidikeinrichtung (100) oder eines Verfahrens zu deren Betrieb gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, für: - analytisch-chemische Analysen,31. Use of a fluidic device (100) or a method for its operation according to at least one of the preceding claims, for: - analytical-chemical analyzes,
- Flüssigkeitsbehandlungen biologischer Proben,- liquid treatments of biological samples,
- umweltanalytische Verfahren,- environmental analytical procedures,
- Verfahren der klinischen Diagnostik,- Procedures of clinical diagnostics,
- Verfahren der Lebensmittelchemie, und/oder - Durchführung von Immunoassays . - Methods of food chemistry, and / or - Implementation of immunoassays.
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