EP2624955A1 - Mikrofluidische plattform - Google Patents

Mikrofluidische plattform

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Publication number
EP2624955A1
EP2624955A1 EP11767238.6A EP11767238A EP2624955A1 EP 2624955 A1 EP2624955 A1 EP 2624955A1 EP 11767238 A EP11767238 A EP 11767238A EP 2624955 A1 EP2624955 A1 EP 2624955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cavity
volume
microfluidic platform
shape
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11767238.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Rodenfels
Thanh Tu Hellmich-Duong
Gert Blankenstein
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.)
Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Original Assignee
Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boehringer Ingelheim Microparts GmbH filed Critical Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Priority to EP11767238.6A priority Critical patent/EP2624955A1/de
Publication of EP2624955A1 publication Critical patent/EP2624955A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/041—Connecting closures to device or container
    • B01L2300/045—Connecting closures to device or container whereby the whole cover is slidable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/046—Function or devices integrated in the closure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0481—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure squeezing of channels or chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0633—Valves, specific forms thereof with moving parts
    • B01L2400/0655—Valves, specific forms thereof with moving parts pinch valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes

Definitions

  • the present invention relates to a microfluidic platform with at least one means for triggering a movement of a liquid, in particular sample liquid, between at least two locations of the microfluidic platform.
  • microfluidic platform is intended to encompass all articles or devices in which the sample liquid to be manipulated can be taken up in cavities and can be absorbed by suitable means (for example in US Pat Microchannels acting Kapil lar idea) can be transported to appropriately provided reaction sites.
  • the present invention comprises microfluidic platforms, such as, for example, sample carriers, test strips, biosensors or the like, which can serve to carry out individual tests or measurements.
  • biological fluids eg, blood, urine or food
  • infectious agents e.g, infectious agents, incompatibilities and, on the other hand, with their content of, for example, glucose (blood sugar) or cholesterol ( Blood fat).
  • glucose blood sugar
  • cholesterol Blood fat
  • corresponding detection reactions or entire reaction cascades take place on the microfluidic platforms.
  • the biological sample liquid is transported to the appropriate reaction site or the reaction sites by suitable means.
  • a transport of the sample liquid can take place, for example, by means of passive capillary forces (by means of appropriate capillary systems or microchannels) or else by means of an active actuator.
  • active actuators syringe or diaphragm pumps are used, for example, which can be located outside of the microfluidic platform or on this.
  • microfluidic platforms have a sample loading area of the order of a few millimeters to give up a sample liquid volume of the order of a few microliters
  • the sample liquid for example blood
  • the sample liquid must be transported via a microchannel or via a microchannel system to appropriate Probennutz Schemeen or reaction sites. This transport or movement of the sample liquid should be reliable and easy.
  • microfluidic platforms wherein a plurality of usable platforms are connected to one another as endless strips and can be separated individually from the strip for use in each case.
  • the transport of the sample liquid takes place here exclusively by capillary forces.
  • DE 20 2009 008 052 111 describes a microfluidic platform in which both capillary forces and an active element in the form of a pressure source are used as means for triggering a movement of a sample liquid or for transporting same.
  • transport processes in the microfluidic system can be precisely and reliably controlled, with the production outlay for the microfluidic platform being kept comparatively low.
  • the present invention is based on the object to provide an alternative generic microfluidic platform with which reliable and easy to handle at least a portion of a liquid, in particular sample liquid between two locations of the microfluidic platform can be transported.
  • the at least two locations may be, for example, a sample application area in which a sample liquid is dispensed and on the other hand a sample useful area or reaction area to which the sample liquid is to be transported and in which it is to perform a specific detection reaction with suitable reagents.
  • Both the sample application area and the sample useful area can be designed as cavities.
  • the invention is based on a microfluidic platform with at least one means for triggering a movement of a liquid, in particular sample liquid, between at least two locations of the microfluidic platform.
  • the at least one means comprises at least one volume and / or shape variable element which is attached to at least one movably connected to the microfluidic platform component and can be brought by movement of the component in such a position that the element below
  • Changing its volume and / or shape causes the liquid located at the at least one location to be at least partially moved from that location to the at least one other location.
  • microfluidic platform By this measure, it is possible in a very simple way to move a liquid between two locations of a microfluidic platform, wherein external, by the microfluidic platform substantially independent devices (eg. External pumps) can be dispensed with.
  • substantially independent devices eg. External pumps
  • additional capillary channels may be provided on the microfluidic platform, in which a transport of the liquid passively through
  • the at least one volume and / or shape variable element by movement of the component in such a position can be brought that the element at least one cavity at least partially fills under volume increase or volume reduction at least one previously at least partially by the cavity executed at least partially releases again or that when changing the shape of the element, the volume of at least one at least partially limited by the element cavity is variable.
  • An essential feature here is therefore the volume and / or shape variable element. If this at least partially fills at least one cavity while increasing the volume, the cavity can preferably be a sample application region of the microfluidic platform.
  • sample liquid in this sample application area, it will be displaced out of it in accordance with the volume increase of the element into the sample application area and can be transported in the direction of, for example, a sample useful area.
  • the element which thus changes its volume and in a certain way also its shape, is thus a component to a type of overpressure pump for transporting a sample from a
  • sample area to realize a sample useful area.
  • the element at least partially releases at least one cavity, which has at least partially been filled up by the element, with a decrease in volume.
  • a vacuum created by the vacant volume in the cavity, a vacuum.
  • the volume and / or shape variable element thus serves as a kind of vacuum pump for transporting the sample liquid.
  • the element is variable only in its shape and at least partially limits a cavity in a certain position.
  • variable-shape element which may be formed, for example, membrane-like, pressed into the cavity, so reduces the volume of limited by the variable-shape element cavity.
  • a type of manual diaphragm pump is realized, which is integrated in the microfluidic platform and in turn can trigger a transport of the sample liquid to a sample useful area fluidically connected to the sample application area.
  • the component is formed lid-like and covers at least one position at least one cavity. It can be expediently provided that the cover-like component covers the microfluidic platform at least from two opposite sides.
  • the movement of the cover-like component will, as it were, solve a double function.
  • the transport of a given to the sample application area sample solution is effected by the volume and / or shape variable element, on the other hand, the same time Concealed sample application area and thus reliably prevents subsequent contamination of the sample liquid, for example by the user or a contamination of the environment by the sample liquid.
  • the microfluidic platform can be designed to be particularly easy to handle, if the lid-like component is displaceable or pivotally connected to the microfluidic platform.
  • At least one sealing means is to be provided, such that in the at least one position covering the at least one cavity of the cover-like component, the covered cavity is sealed to the outside.
  • the effect of the volume and / or variable shape element can be strengthened.
  • the sealing means is provided on the cover-like component on the side facing the at least one cavity to be covered.
  • the sealing means could also be provided on the microfluidic platform, namely around the cavity to be covered.
  • a sealant for example, a film-like seal can be used, which can be glued correspondingly on the sealed area. But other forms of seal, such as lip-like seals are conceivable.
  • the cover-like component has at least one cavity or opening in which the at least one volume-variable and / or variable-shape element is at least partially held.
  • the element can be easily taken with movement of the cover-like component.
  • the volume- and / or shape-variable element in a first the cavity releasing position of the lid-like component is compressed and the lid-like component can be brought into a second position in which the cavity is sealingly covered and the volume - And / or shape-variable element has relaxed into the cavity, wherein the cavity is fluidly connected to at least one other cavity, in particular a sample useful area.
  • the cavity can be used advantageously as a sample application area of a medical technology
  • Measuring instrument such as a biosensor, a test strip or the like may be formed. Relaxes the volume and / or shape variable element after corresponding movement of the cover-like component into the sample application area, the sample liquid is pressed in the direction of the sample useful area.
  • Another development of the invention may provide that in a first position of the cover-like component the volume-variable and / or variable-shape element is relaxed into a cavity of the microfluidic platform and the cover-like component can be brought into a second position sealingly sealing the cavity the volume and / or
  • variable-shape element has released the cavity again and is compressed, wherein the cavity of the microfluidic platform is fluidically connected to at least one other cavity, in particular with a sample useful area and a sample application area.
  • Sampling applied sample liquid in the direction of the released cavity, and thus also transported in the direction of the sample useful area.
  • the volume-variable or shape-variable element has slopes on the side facing the cavity.
  • volume and / or shape variable element is formed like a membrane and the lid-like component can be brought into such a position in which at least one cavity is sealingly covered and in which the membrane-like element a cavity at least partially limited by pressure on the membrane-like element thereby at least partially limited volume of the cavity can be reduced.
  • the microfluidic platform advantageously has a plurality of cavities and a plurality of volume and / or shape changeable elements are provided, which are attached to the at least one component movably connected to the microfluidic platform.
  • a plurality of (possibly different) sample liquids can be dispensed, for example, into a plurality of sample application areas, and movement of the sample liquid in the manner described above can be initiated with a movement of the component.
  • the invention relates not only to a microfluidic platform as described, but also to a method for triggering a movement of a liquid, in particular
  • Sample liquid between at least two locations of a microfluidic platform, in particular using a microfluidic platform according to the invention.
  • the method comprises at least the following method steps: at least one cavity is sealingly covered with at least one component movably connected to the microfluidic platform, at least one volume and / or shape changeable element attached to the at least one component movably connected to the microfluidic platform becomes such its volume and / or changed in its shape that a liquid located in the at least one cavity at least partially moved out of the cavity or that a liquid is moved at least in the direction of this cavity.
  • the method according to the invention very reliably allows the triggering of a movement of a liquid between at least two locations of a microfluidic platform.
  • the at least one volume and / or shape variable element is brought by movement of the component in a position such that the element at least one cavity at least partially fills under volume increase or volume reduction at least a cavity which has at least partially been filled at least partially by the element is at least partially released or that the volume of at least one cavity which is at least partially delimited by the element is changed when the shape of the element is changed.
  • the volume and / or shape variable element is compressed in a first, the cavity releasing position of the cover-like component and the cover-like component is brought into a second position in which the cavity is sealingly covered and the volume and / or deformable element into the cavity, wherein the cavity fluidly with at least one other cavity, in particular a
  • the method can also be advantageously designed such that the volume- and / or shape-variable element is relaxed into a cavity of the microfluidic platform in a first position of the lid-like component and the lid-like component is brought into a second position sealingly sealing the cavity is, in which the volume and / or shape variable element has released the cavity and is compressed, wherein the cavity of the microfluidic platform is fluidly connected to at least one other cavity, in particular with a sample useful area and a sample application area.
  • a third advantageous embodiment of the method can provide that the volume and / or shape-variable element is formed like a membrane and the lid-like component is brought into a position in which at least one cavity is sealingly covered and in which the membrane-like element, the at least one cavity is limited at least partially, being thereby reduced by pressure on the membrane-like element, thereby at least partially limited volume of at least one cavity.
  • FIG. 1a shows the basic representation of a microfluidic according to the invention
  • FIG. 1 b shows a plan view of the microfluidic platform according to FIG. 1 a
  • Fig. 1 c is a view of the microfluidic platform of FIG. 1 a, wherein a
  • Fig. 1d also a view according to FIG. 1 a, wherein the lid of the microfluidic
  • a is a second embodiment of a microfluidic platform according to the invention in a schematic sectional view according to section line A in FIG. 2b with a relaxed volume- and / or shape-changeable element
  • b is a plan view of the microfluidic platform according to FIG. 2 a
  • c is a representation of the microfluidic platform according to FIG. 2a, wherein a
  • Lid of the microfluidic platform is already partially displaced with already compressed volume and / or shape variable element, d also a view according to the view of Fig. 2a, wherein the lid of the microfluidic platform is moved to the stop, e is a view of the microfluidic platform in the Position of FIG. 2d from above, a a third embodiment of a microfluidic according to the invention
  • FIG. 3 b shows a view of the microfluidic platform according to FIG. 3 a, wherein a cover.
  • FIG. 3 a shows a view of the microfluidic platform according to FIG d is a view of the microfluidic platform according to the view from FIG. 3 c, the volume-variable and / or shape-changing element (membrane) being displaced as far as the stop.
  • FIGS. 1 a to d a microfluidic platform in the form of a biosensor 1 can be seen.
  • the biosensor 1 has a main body 10, which is shown only partially, in the region relevant to the invention.
  • the base body 10 is a comparatively flat, and in a plan view (see FIG. 1 b) rectangular component, which is provided in the section shown with a sample application area 100 and a sample useful area 101.
  • the sample application region 100 and the sample use region 101 are formed in plan view by approximately circular cavities.
  • the sample application area 100 serves to discharge a sample liquid P (indicated by dashed lines), which is connected to the sample use area 101 via a microchannel 102.
  • the sample use region 101 may contain, for example, reagents, so that in the
  • the sample useful area 101 can be connected via a microchannel 103 with further cavities (not shown).
  • the cavity of the sample application area 100 is open to receive the sample P upwards.
  • the sample useful area 101 and also the microchannels 102, 103 are covered at the top by a thin cover film 14, which can be glued onto the base body 10, for example.
  • On the left side of the base body 10 is slidably connected to a movable lid 1 1, which is configured in plan view in plan view in approximately rectangular.
  • the lid 1 1 has a lid top part 1 10, a lid bottom part 11 and a lid rear wall 112.
  • the said parts of the lid 11 may be both multi-part connected to each other as well as integrally formed.
  • the cover 11 is in an extended position, in which it does not obscure the sample application area 100, that is, releases it, so that a sample liquid P enters the top of the sample
  • Sample application area 100 can be abandoned.
  • an approximately circular recess 1 13 is introduced, in which a volume and / or shape-changing element 12 is held.
  • the element 12 may, for example, be adhesively bonded at its upper side to the lid upper part 110.
  • the volume-variable and / or shape-changeable element 12 is preferably made of compressible or deformable plastic, for example foam or rubber.
  • the illustrated biosensor 1 operates as follows:
  • the movable lid 11 is displaced to the right in the direction of the main body 10 (FIG. 1 c, first method step S 1).
  • the cavity of the sample application area 100 is covered by the lid upper part 110 so that the one located in the sample application area 100
  • Sample liquid P can no longer escape up or out of the sample application area 100. More specifically, there is a substantially sealing cover of the cavity of the sample application area 100. A sealing cover of the
  • Sample application area 100 through the lid 11 is reinforced by a seal 13, which is attached to the sample application area 100 facing bottom of the lid shell 1 10, preferably glued.
  • the seal 13 is preferably formed like a film and has a plan view in approximately rectangular shape, which the
  • Recess 1 13 of the lid shell 1 10 surrounds. Only a roughly circular
  • Recess is needed so that the volume and / or shape-changing element 12 can pass.
  • the cavity of the sample application area 100 is already substantially sealed, but the volume and / or volume are located
  • deformable element 12 still in a compressed or tensioned state.
  • Sample loading area 100 can relax into its cavity (see reference numeral 12 'and arrow).
  • the expanded element 12 ' fills the cavity of the
  • Sample loading area 100 substantially or is only slightly less than this. Due to the expansion or volume increase of the element 12 in the
  • Microchannel 102 and thus also in the cavity of the sample utility area 101 displaced (see P ').
  • the sample liquid P 'displaced into the sample useful area 101 also passes through the microchannel 103 into further, not shown Cavities, which may still be needed for further successor reactions. Also in the displacement of the sample liquid P through which in the cavity of
  • Sample application area 100 expander element 12 is substantially prevented by the additional seal 13 that sample liquid P can escape from the lid 11 to the outside.
  • the lid 11 is designed so that it is held in the open position (Fig. 1 a, b) by suitable latching or fixing means (not shown) in the position shown and only after overcoming a certain force movement the lid 11 is possible. After closing the cover 1 1 (FIG. 1 d), this is no longer possible, so that a reliable closure of the sample application area 100 is ensured by the biosensor 1 used once. Nevertheless, it would be conceivable that described
  • the volume- and / or shape-changeable element 12 acts as a quasi-positive pressure pump for triggering a movement of the sample liquid P between the sample application region 100 and at least the
  • FIGS. 2a to e A second exemplary embodiment of a microfluidic platform in the form of a biosensor 2 according to the invention will now be described in FIGS. 2a to e.
  • the biosensor 2 likewise has a base body 20 which is comparable in its shape to the base body 10 and which is provided at its left end with an approximately circular cavity 200.
  • the cavity 200 is via a micro-channel 202 with the approximately circular cavity of a
  • Sample utility area 201 connected.
  • the sample use region 201 is in turn connected to the approximately circular cavity of a sample application region 204 via a microchannel 203.
  • the sample application area 204 is open at the top and allows the task of
  • the microchannels 202, 203 and also the sample useful area are covered upwards by a cover film 24, which is glued to the base body 20, for example.
  • a lid 21 is movably connected thereto.
  • the lid 21 is in the position shown in Figs. 2a to 2b in an extended position and in turn has a lid top 210, a lid base 211 and a lid rear wall 212 on.
  • These parts can in turn be multi-piece with each other connected but also be integrally formed.
  • An approximately circular cavity 213 is introduced into the cover upper part 210, in which, in turn, an approximately circular volume-variable and / or shape-changing element 22 is held.
  • the element 22 substantially fills the cavity 200 of the base body 20.
  • the element 22 has a bevel 220, which in the figures on the side facing the cavity 200 and in the sliding direction, ie right
  • FIG. 2 a shows a first method step (S1 '), in which the cavity 200 is substantially filled by the element 22.
  • a second method step S2 ' (FIG. 2c)
  • the cover 21 is now pushed in the direction of the main body 20 to the right. The displacement is facilitated by the slope 220.
  • the element 22 is compressed by the opening edge of the cavity 200 and moved out of the cavity 200 (compare arrow and reference 22 ').
  • Embodiment in Fig. 1 mixed forms conceivable in which in addition to a first occurring volume change of the element 22 and a certain change in shape occurs.
  • a film-like seal 23 is provided in the embodiment of FIG. 2, which surrounds the cavity 213 of the lid shell 210.
  • the seal 23 enhances the sealing effect of the lid 21, which results in the compression of the element 22 towards the compressed state (22 ') and thus release of the volume of the cavity 200, in the cavity 200 creates a negative pressure and thus the
  • Sample liquid P is sucked out of the sample application area 204 in the direction of the fluidically connected thereto cavity 200. Since the sample useful area 201 of the cavity 200 is connected upstream in the direction of flow of the sample liquid P, the sample liquid P first reaches the sample useful area 201 from the sample application area 204 via the microchannel 203.
  • the volume and / or shape-changeable element 22 thus serves as a quasi vacuum pump for transferring the sample liquid P from
  • Sample application area 204 to sample useful area 201 (see P 'in Fig. 2c and d).
  • latching means not shown in detail are provided which hold the lid 21 in the open position shown in Fig. 2a and b, respectively, and allow a displacement of the lid only under application of a certain release force.
  • suitable means are provided which ensure a hold of the lid 21 in this position. Nevertheless, are also in this
  • Closing the lid 21 is desired.
  • special emphasis should be placed on the suitable selection of the material for the volume- and / or shape-changeable element 22, so that it can perform the reversible movements in a plurality, if appropriate.
  • FIGS. 3a to e A third exemplary embodiment of a microfluidic platform according to the invention is now shown in FIGS. 3a to e.
  • a biosensor 3 can be seen, which in turn shows a base body 30 comparable in shape to the basic bodies 10 and 20 and a cover 31 movably connected thereto.
  • the main body 30 of the biosensor 3 is in turn only partially shown (in the region of the lid 31) and has a there
  • Sample application area 300 for the task of a sample liquid P which is fluidly connected via a microchannel 302 with a Probennutz Scheme 301.
  • Sample useful area 301 is once again a microchannel 303, which can connect the sample use area 301 with other cavities or ventilation devices, not shown in more detail.
  • the sample utility area 301 and the microchannels 302 and 303 are covered by a suitable cover 34 upwards.
  • the lid 31 has, in a similar manner as in the other embodiments, an upper part 310, a lower part 311 and a rear wall 312.
  • the lid upper part 310 also has an approximately circular passage opening 313.
  • In the upper region of the passage opening 313 is a volume and / or
  • form variable element 32 in the form of a membrane-like part attached, preferably glued or welded.
  • Seal 33 is provided, which surrounds the opening 313. Also in this embodiment, suitable, not shown means are provided which hold the lid 31, preferably latching in its open position shown in Fig. 3a and b and in its closed position (Fig. 3c and d). If the cover 31 is then displaced to the right in the direction of the base body 30 as far as it will go (step S1 ", FIG. 3c), the opening 313 of the cover 31 is brought approximately into coincidence with the sample application region 300 Position is formed by the opening 313 and the cavity of the sample application area 300, a volume V, which is bounded above by the membrane-like element 32. At the same time, the volume V is sealed to the outside by the lid 31, wherein the sealing effect by the mentioned seal 33rd is reinforced.
  • membrane-like element 32 located sample liquid P is pumped through the micro-channel 302 in the sample-use area 301 ( ⁇ ').
  • the volume and / or shape-changing element 32 thus acts as a kind of manual diaphragm pump. It should be noted that after releasing the pressure on the element 32 'this back to its original shape (32). As a result, of course, the volume located under the membrane-like element 32 is increased again, so that a (possibly desired) bidirectional
  • a biosensor 4 which has a main body 40 with a plurality of sample application areas 400 and a plurality
  • Sample utility areas 401 has.
  • the sample utility areas 401 are associated with the
  • a suitable cover film 403 is provided to cover the microchannels 402 and the sample use areas 401. Venting devices are not shown. Furthermore, a cover 41 is slidably connected to the base body 40 and has a plurality of volume and / or shape-changeable elements 42, which may be embodied, for example, in each case in the manner of the element 12 shown in FIG. If now the lid 41 is displaced to the right in the direction of the main body 40, the elements 42 come into line with the sample application areas 400, expand into them and displace a sample liquid introduced therein in the direction of the microchannels 402 or the
  • a movable connection of said cover with the main bodies of the microfluidic platforms is of course also possible in other ways. For example, instead of a sliding movement, a turning or folding movement can be provided.
  • microfluidic platforms 1 to 4 are preferably made of plastic, wherein the known plastic processing methods, in particular the
  • the films 14, 24, 34 and 403 covering the cavities and microchannels that are introduced in the base bodies 10 to 40 may be, for example, self-adhesive films or films provided with hot-melt adhesive which are laminated to the surface of the base bodies.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mikrofluidische Plattform (1) mit wenigstens einem Mittel (12) zum Auslösen einer Bewegung einer Flüssigkeit (P), insbesondere Probenflüssigkeit, zwischen wenigstens zwei Orten (100, 101) der mikrofluidischen Plattform (1). Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Mittel (12) als volumen- und/oder formveränderliches Element ausgebildet ist und an einem beweglich mit der mikrofluidischen Plattform (1) verbundenen, deckelartigen Bauteil (11) angebracht ist. Durch Bewegung des Bauteils (1 1) ist das Element (12) in eine derartige Position bringbar, dass es unter Veränderung seines Volumens und/oder seiner Form bewirkt, dass die an dem Ort (100) befindliche Flüssigkeit (P) zumindest teilweise von diesem Ort (100) zu dem anderen Ort (101) bewegt wird. Auf diese Weise lässt sich auf eine sehr einfache und zuverlässige Weise beispielsweise der Transfer einer Probenflüssigkeit (P) von einer Probenaufgabestelle (100) zu einem Probennutzbereich (101) realisieren. Des Weiteren wird in der Erfindung auch ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem eine Bewegung einer Flüssigkeit zwischen zwei Orten ausgelöst werden kann, wobei dies insbesondere unter Verwendung einer erfindungsgemäßen mikrofluidischen Plattform (1) durchgeführt werden kann.

Description

Beschreibung
Mikrofluidische Plattform
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrofluidische Plattform mit wenigstens einem Mittel zum Auslösen einer Bewegung einer Flüssigkeit, insbesondere Probenflüssigkeit, zwischen wenigstens zwei Orten der mikrofluidischen Plattform.
Der Begriff "M ikrofluidische Plattform" soll bei der vorl iegenden Erfindung sämtliche Gegenstände oder Vorrichtungen umfas sen , i n d e ne n zu u nte rs u che n de od e r zu manipulierende Probenflüssigkeiten in Kavitäten aufgenommen werden können und durch geeignete M ittel (bspw. in Mikrokanälen wirkende Kapil larkräfte) zu entsprechend vorgesehenen Reaktionsorten transportiert werden können.
Insbesondere werden von der vorliegenden Erfindung mikrofluidische Plattformen wie bspw. Probenträger, Teststreifen, Biosensoren oder dergleichen umfasst, welche zur Durchführung einzelner Tests oder M essungen dienen können. Beispielsweise können biologische F l üssi g keiten (z . B . Bl ut, U ri n od er Spei chel) zu m ei nen auf Kran kheitserreger, Unverträglichkeiten und zum anderen aber auch auf ihr Gehalt beispielsweise an Glukose (Blutzucker) oder Cholesterol (Blutfett) untersucht werden. Dazu finden auf den mikrofluidischen Plattformen entsprechende Nachweisreaktionen oder ganze Reaktionskaskaden statt.
Hierfür ist es erforderlich, dass die biologische Probenflüssigkeit zu dem dafür vorgesehenen Reaktionsort bzw. den Reaktionsorten mit geeigneten Mitteln transportiert wird. Ein solcher Transport der Probenflüssigkeit kann beispielsweise mittels passiver Kapillarkräfte (durch entsprechende Kapillarsysteme bzw. Mikrokanäle) erfolgen oder auch mittels einer aktiven Aktorik.
Als aktive Aktorik werden beispielsweise Spritzen- oder Membranpumpen verwendet, die sich außerhalb der mikrofluidischen Plattform oder auch auf dieser befinden können.
I m Allgemeinen weisen mikrofluidische Plattformen einen Probenaufgabebereich in der Größenordnung von wenigen Millimetern zur Aufgabe einer Probenflüssigkeitsmenge in der Größenordnung von einigen Mikrolitern auf, wobei die Probenflüssigkeit (beispielsweise Blut) über einen Mikrokanal bzw. über ein Mikrokanalsystem zu entsprechenden Probennutzbereichen bzw. Reaktionsorten transportiert werden muss. Dieser Transport bzw. diese Bewegung der Probenflüssigkeit soll zuverlässig und auf einfache Weise erfolgen.
I n der DE 10 2004 050 062 A1 sind beispielsweise derartige mikrofluidische Plattformen beschrieben, wobei mehrere gebrauchsfähige Plattformen miteinander als Endlosstreifen verbunden und zum Gebrauch jeweils einzeln vom Streifen abtrennbar sind. Der Transport der Probenflüssigkeit erfolgt hier ausschließlich über Kapillarkräfte.
Die DE 20 2009 008 052 111 beschreibt eine mikrofluidische Plattform, bei der als Mittel zum Auslösen einer Bewegung einer Probenflüssigkeit bzw. zum Transport derselben sowohl Kapillarkräfte als auch ein aktives Element in Form einer Druckquelle eingesetzt wird. Durch die gezeigte Vorrichtung sollen Transportvorgänge in dem mikrofluidischen System präzise und sicher gesteuert werden können, wobei der Fertigungsaufwand für die mikrofluidische Plattform vergleichsweise gering gehalten werden soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative gattungsgemäße mikrofluidische Plattform bereitzustellen, mit welcher zuverlässig und leicht handhabbar zumindest ein Teil einer Flüssigkeit, insbesondere Probenflüssigkeit zwischen zwei Orten der mikrofluidischen Plattform transportiert werden kann.
Die wenigstens zwei Orte können beispielsweise zum einen ein Probeaufgabebereich sein, in dem eine Probenflüssigkeit aufgegeben wird und zum anderen ein Probennutzbereich bzw. Reaktionsbereich, zu dem die Probenflüssigkeit transportiert werden und in dem diese mit geeigneten Reagenzien eine bestimmte Nachweisreaktion vollführen soll . Sowohl der Probenaufgabebereich als auch der Probennutzbereich können dabei als Kavitäten ausgebildet sein.
Die oben genannte Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung geht aus von eine mikrofluidischen Plattform mit wenigstens einem Mittel zum Auslösen einer Bewegung einer Flüssigkeit, insbesondere Probenflüssigkeit, zwischen wenigstens zwei Orten der mikrofluidischen Plattform. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das wenigstens eine Mittel wenigstens ein volumen- und/oder formveränderliches Element umfasst, welches an wenigstens einem beweglich mit der mikrofluidischen Plattform verbundenen Bauteil angebracht ist und durch Bewegung des Bauteils in eine derartige Position bringbar ist, dass das Element unter
Veränderung seines Volumens und/oder seiner Form bewirkt, dass die an dem wenigstens einen Ort befindliche Flüssigkeit zumindest teilweise von diesem Ort zu dem wenigstens einen anderen Ort bewegt wird.
Durch diese Maßnahme ist es auf sehr einfache Weise möglich, eine Flüssigkeit zwischen zwei Orten einer mikrofluidischen Plattform zu bewegen, wobei auf externe, von der mikrofluidischen Plattform im wesentlichen unabhängige Geräte (bspw. externe Pumpen) verzichtet werden kann. Selbstverständlich können auf der mikrofluidischen Plattform noch zusätzliche kapillare Kanäle vorgesehen sein, in denen ein Transport der Flüssigkeit lediglich passiv durch
Kapillarkräfte erfolgt.
Es hat sich als sehr zweckmäßig erwiesen, wenn das wenigstens eine volumen- und/oder formveränderliche Element durch Bewegung des Bauteils in eine derartige Position bringbar ist, dass das Element unter Volumenzunahme zumindest eine Kavität wenigstens teilweise ausfüllt oder unter Volumenabnahme zumindest eine zuvor wenigstens teilweise durch das Element ausgeführte Kavität zumindest teilweise wieder freigibt oder dass bei Veränderung der Form des Elementes das Volumen wenigstens einer durch das Element zumindest teilweise begrenzten Kavität veränderbar ist.
Ein wesentliches Merkmal ist hier also das volumen- und/oder formveränderliche Element. Wenn dieses unter Volumenzunahme zumindest eine Kavität wenigstens teilweise ausfüllt, so kann die Kavität vorzugsweise ein Probenaufgabebereich der mikrofluidischen Plattform sein.
Befindet sich nun in diesem Probenaufgabebereich vorher aufgegebene Probenflüssigkeit, so wird diese entsprechend der Volumenzunahme des Elementes in den Probenaufgabebereich hinein aus diesem verdrängt und kann in Richtung beispielsweise eines Probenutzbereiches transportiert werden.
Das Element, welches also sein Volumen und in gewisser Weise auch seine Form verändert, ist somit ein Bauteil, um eine Art Überdruckpumpe zum Transport einer Probe von einem
Probenaufgabebereich hin zu einem Probennutzbereich zu realisieren. Umgekehrt ist es aber auch denkbar, dass das Element unter Volumenabnahme zumindest eine zuvor wenigstens teilweise durch das Element ausgefüllte Kavität zumindest teilweise wieder freigibt. In diesem Fall entsteht durch das freigewordene Volumen in der Kavität ein Vakuum. Ist nun die Kavität fluidisch (beispielsweise über entsprechende Mikrokanäle) mit einem Probennutzbereich und dieser wiederum mit einem Probenaufgabebereich verbunden, so wird hierdurch ein Transport einer auf den Probenaufgabebereich aufgebrachten
Probenflüssigkeit in Richtung des Probennutzbereichs bzw. in Richtung der besagten, freigegebenen Kavität ausgelöst.
In diesem Fall dient das volumen- und/oder formveränderliche Element somit als eine Art Vakuumpumpe zum Transport der Probenflüssigkeit.
Schließlich ist es noch denkbar, dass das Element lediglich in seiner Form veränderlich ist und in einer bestimmten Position zumindest teilweise eine Kavität begrenzt. Hier kann
beispielsweise ein Probenaufgabebereich Bestandteil der Kavität sein, welche durch das formveränderliche Element zumindest teilweise begrenzt wird. Wird nun das formveränderliche Element, welches beispielsweise membranartig ausgebildet sein kann, in die Kavität hineingedrückt, so verringert sich das Volumen der durch das formveränderliche Element begrenzten Kavität.
Hierdurch wird eine Art manuelle Membranpumpe realisiert, welche in die mikrofluidische Plattform integriert ist und wiederum einen Transport der Probenflüssigkeit zu einem mit dem Probenaufgabebereich fluidisch verbundenen Probennutzbereich auslösen kann.
Beim Nachlassen des Druckes auf das formveränderliche, membranartige Element wird das Volumen der durch dieses zumindest teilweise begrenzten Kavität jedoch wieder vergrößert, so dass der Transport einer Flüssigkeit in umgekehrter Richtung, also wieder hin zur durch das Element zumindest teilweise begrenzten Kavität, realisierbar ist. Entsprechende
Anwendungsfälle sind durchaus denkbar.
Es hat sich dabei als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn das Bauteil deckelartig ausgebildet ist und in wenigstens einer Position wenigstens eine Kavität überdeckt. Es kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass das deckelartige Bauteil die mikrofluidische Plattform zumindest von zwei gegenüberliegenden Seiten überdeckt.
Ist die Kavität beispielsweise ein Probenaufgabebereich, so wird durch die Bewegung des deckelartigen Bauteils sozusagen eine Doppelfunktion gelöst. Zum einen wird der Transport einer auf den Probenaufgabebereich aufgegebenen Probenlösung durch das volumen- und/oder formveränderliche Element bewirkt, zum andern wird gleichzeitig der Probenaufgabebereich verdeckt und somit eine nachträgliche Kontaminierung der Probenflüssigkeit, beispielsweise durch den Benutzer oder auch eine Kontaminierung der Umgebung durch die Probenflüssigkeit zuverlässig verhindert.
Die mikrofluidische Plattform lässt sich dabei besonders einfach handhabbar gestalten, wenn das deckelartige Bauteil verschieb- oder verschwenkbar mit der mikrofluidischen Plattform verbunden ist.
Zweckmäßigerweise ist dabei wenigstens ein Dichtungsmittel vorzusehen, derart, dass in der wenigstens einen, die wenigstens eine Kavität überdeckenden Position des deckelartigen Bauteils die überdeckte Kavität nach außen abgedichtet ist. Hierdurch lässt sich die Wirkung des volumen- und/oder formveränderlichen Elementes verstärken.
Sehr zweckmäßig ist dabei, wenn das Dichtungsmittel am deckelartigen Bauteil an der der wenigstens einen abzudeckenden Kavität zugewandten Seite vorgesehen ist. Alternativ könnte das Dichtungsmittel auch an der mikrofluidischen Plattform, und zwar um die abzudeckende Kavität herum vorgesehen sein. Als Dichtungsmittel kann beispielsweise eine folienartige Dichtung Verwendung finden, welche entsprechend auf dem abzudichtenden Bereich aufgeklebt sein kann. Aber auch andere Formen der Dichtung, wie beispielsweise lippenartige Dichtungen sind denkbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das deckelartige Bauteil wenigstens eine Kavität oder Öffnung aufweist, in der das wenigstens eine volumen- und/oder formveränderliche Element zumindest teilweise gehalten ist. Hierdurch kann das Element bei Bewegung des deckelartigen Bauteils leicht mitgenommen werden.
Insbesondere ist es nun zweckmäßig, wenn das volumen- und/oder formveränderliche Element in einer ersten, die Kavität freigebenden Position des deckelartigen Bauteils komprimiert ist und das deckelartige Bauteil in eine zweite Position bringbar ist, in der die Kavität dichtend abgedeckt ist und sich das volumen- und/oder formveränderliche Element in die Kavität hinein entspannt hat, wobei die Kavität fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität, insbesondere einem Probennutzbereich verbunden ist.
Dabei kann die Kavität vorteilhaft als Probenaufgabebereich eines medizintechnischen
Messinstrumentes, beispielsweise eines Biosensors, eines Teststreifens oder dergleichen ausgebildet sein. Entspannt sich das volumen- und/oder formveränderliche Element nach entsprechender Bewegung des deckelartigen Bauteils nun in den Probenaufgabebereich hinein, so wird die Probenflüssigkeit in Richtung des Probennutzbereichs gedrückt.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element in einer ersten Position des deckelartigen Bauteils in eine Kavität der mikrofluidischen Plattform hinein entspannt ist und das deckelartige Bauteil in eine zweite, die Kavität dichtend abdeckende Position bringbar ist, in der das volumen- und/oder
formveränderliche Element die Kavität wieder freigegeben hat und komprimiert ist, wobei die Kavität der mikrofluidischen Plattform fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität, insbesondere mit einem Probennutzbereich und einem Probenaufgabebereich verbunden ist.
Gemäß dieser Weiterbildung wird bei Bewegung des deckelartigen Bauteils eine in den
Probenaufgabebereich aufgegebene Probenflüssigkeit in Richtung der freigegebenen Kavität, also mithin auch in Richtung des Probennutzbereichs transportiert.
Um hierbei eine leichte Bewegung des deckelartigen Bauteils zu gewährleisten, sollte zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass das volumen- oder formveränderliche Element an der der Kavität zugewandten Seite Schrägen aufweist.
Noch eine andere Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element membranartig ausgebildet ist und das deckelartige Bauteil in eine solche Position bringbar ist, in der zumindest eine Kavität dichtend abgedeckt wird und in der das membranartige Element eine Kavität zumindest bereichsweise begrenzt, wobei durch Druck auf das membranartige Element das dadurch zumindest bereichsweise begrenzte Volumen der Kavität verringerbar ist. Durch diese Weiterbildung ist insbesondere eine quasi in das deckelartige Bauteil integrierte Membranpumpe realisierbar.
Es ist natürlich auch denkbar, dass die mikrofluidische Plattform vorteilhaft mehrere Kavitäten aufweist und mehrere volumen- und/oder formveränderliche Elemente vorgesehen sind, welche an dem wenigstens einen, beweglich mit der mikrofluidischen Plattform verbundenen Bauteil angebracht sind. Hierdurch kann beispielsweise eine Vielzahl von (unter Umständen auch unterschiedlichen) Probenflüssigkeiten beispielsweise in mehrere Probenaufgabebereiche aufgegeben werden und mit einer Bewegung des Bauteils eine Bewegung der Probenflüssigkeit in der zuvor beschriebenen Weise initiiert werden. Die Erfindung betrifft aber nicht nur eine mikrofluidische Plattform wie beschrieben, sondern auch ein Verfahren zum Auslösen einer Bewegung einer Flüssigkeit, insbesondere
Probenflüssigkeit, zwischen wenigstens zwei Orten einer mikrofluidischen Plattform, insbesondere unter Verwendung einer erfindungsgemäßen, mikrofluidischen Plattform.
Erfindungsgemäß weist das Verfahren wenigstens folgende Verfahrensschritte auf: wenigstens eine Kavität wird mit wenigstens einem beweglich mit der mikrofluidischen Plattform verbundenen Bauteil dichtend abgedeckt wenigstens ein an dem wenigstens einen beweglich mit der mikrofluidischen Plattform verbundenen Bauteil angebrachtes, volumen- und/oder formveränderliches Element wird derart in seinem Volumen und/oder in seiner Form verändert, dass eine in der wenigstens einen Kavität befindliche Flüssigkeit zumindest teilweise aus der Kavität herausbewegt oder dass eine Flüssigkeit zumindest in Richtung dieser Kavität bewegt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet sehr zuverlässig das Auslösen einer Bewegung einer Flüssigkeit zwischen wenigstens zwei Orten einer mikrofluidischen Plattform.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass das wenigstens eine volumen- und/oder formveränderliche Element durch Bewegung des Bauteils in eine derartige Position gebracht wird, dass das Element unter Volumenzunahme die zumindest eine Kavität wenigstens teilweise ausfüllt oder unter Volumenabnahme die zumindest eine zuvor wenigstens teilweise durch das Element ausgefüllte Kavität zumindest teilweise wieder freigibt oder dass bei Veränderung der Form des Elementes das Volumen wenigstens einer durch das Element zumindest teilweise begrenzten Kavität verändert wird.
Insbesondere sind dabei vorteilhaft drei Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar:
Es kann vorgesehen sein, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element in einer ersten, die Kavität freigebenden Position des deckelartigen Bauteils komprimiert wird und das deckelartige Bauteil in eine zweite Position gebracht wird, in der die Kavität dichtend abgedeckt ist und sich das volumen- und/oder formveränderliche Element in die Kavität hinein entspannt, wobei die Kavität fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität, insbesondere einem
Probennutzbereich verbunden ist.
Das Verfahren kann aber vorteilhaft aber auch so ausgestaltet sein, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element in einer ersten Position des deckelartigen Bauteils in eine Kavität der mikrofluidischen Plattform hinein entspannt wird und das deckelartige Bauteil in eine zweite, die Kavität dichtend abdeckende Position gebracht wird, in der das volumen- und/oder formveränderliche Element die Kavität wieder freigegeben hat und komprimiert ist, wobei die Kavität der mikrofluidischen Plattform fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität, insbesondere mit einem Probennutzbereich und einem Probenaufgabebereich verbunden ist.
Eine dritte vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens kann vorsehen, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element membranartig ausgebildet ist und das deckelartige Bauteil in eine solche Position gebracht wird, in der zumindest eine Kavität dichtend abgedeckt wird und in der das membranartige Element die wenigstens eine Kavität zumindest bereichsweise begrenzt, wobei durch Druck auf das membranartige Element das dadurch zumindest bereichsweise begrenzte Volumen der wenigstens einen Kavität verringert wird.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sollen anhand von Ausführungsbeispielen verdeutlicht werden, welche mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen
Fig. 1a die prinziphafte Darstellung einer erfindungsgemäßen mikrofluidischen
Plattform (bevorzugtes Ausführungsbeispiel) in einer Schnittansicht gemäß Schnittverlauf A aus Fig. 1 b mit komprimiertem volumen- und/oder formveränderlichen Element,
Fig. 1 b eine Draufsicht auf die mikrofluidische Plattform gemäß Fig. 1 a,
Fig. 1 c eine Ansicht der mikrofluidischen Plattform gemäß Fig. 1 a, wobei ein
verschiebbarer Deckel bereits teilweise verschoben ist,
Fig. 1d ebenfalls eine Ansicht gemäß Fig. 1 a, wobei der Deckel der mikrofluidischen
Plattform bis zum Anschlag verschoben ist mit expandiertem volumen- und/oder formveränderlichen Element, a ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mikrofluidischen Plattform in einer prinziphaften Schnittdarstellung gemäß Schnittverlauf A in Fig. 2b mit entspanntem volumen- und/oder formveränderlichen Element, b eine Draufsicht auf die mikrofluidische Plattform gemäß Fig. 2a, c eine Darstellung der mikrofluidischen Plattform gemäß Fig. 2a, wobei ein
Deckel der mikrofluidischen Plattform bereits teilweise verschoben ist mit bereits komprimiertem volumen- und/oder formveränderlichem Element, d ebenfalls eine Darstellung gemäß Ansicht aus Fig. 2a, wobei der Deckel der mikrofluidischen Plattform bis zum Anschlag verschoben ist, e eine Ansicht der mikrofluidischen Plattform in der Stellung gemäß Fig. 2d von oben, a ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mikrofluidischen
Plattform in einer seitlichen Schnittdarstellung gemäß Schnittverlauf A aus Fig. 3b mit unverformtem, volumen- und/oder formveränderlichem Element, b eine Ansicht der mikrofluidischen Plattform gemäß Fig. 3a von oben, c eine Ansicht der mikrofluidischen Plattform gemäß Fig. 3a, wobei ein Deckel der mikrofluidischen Plattform bis zum Anschlag verschoben ist, d eine Ansicht der mikrofluidischen Plattform gemäß Ansicht aus Fig. 3c, wobei das volumen- und/oder form veränderliche Element (Membran)
heruntergedrückt (verformt) ist, e eine Draufsicht auf die mikrofluidische Plattform in der Position gemäß Fig. 3d, ein viertes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße mikrofluidische Plattform in einer prinziphaften Draufsicht. Zunächst soll auf die Fig. 1 a bis d Bezug genommen werden. So ist eine mikrofluidische Plattform in Form eines Biosensors 1 ersichtlich. Der Biosensor 1 weist einen Grundkörper 10 auf, welcher nur teilweise, und zwar in dem für die Erfindung relevanten Bereich, dargestellt ist. Der Grundkörper 10 ist ein vergleichsweise flaches, und in einer Draufsicht (vergleiche Fig. 1 b) rechteckiges Bauteil, welches in dem gezeigten Ausschnitt mit einem Probenaufgabebereich 100 und einem Probennutzbereich 101 versehen ist. Der Probenaufgabebereich 100 und der Probennutzbereich 101 sind in der Draufsicht durch in etwa kreisrunde Kavitäten gebildet.
Dabei dient der Probenaufgabebereich 100 zur Aufgabe einer Probenflüssigkeit P (gestrichelt angedeutet), welche über einen Mikrokanal 102 mit dem Probennutzbereich 101 verbunden ist. Der Probennutzbereich 101 kann beispielsweise Reagenzien enthalten, so dass in den
Probennutzbereich 101 gelangende Probenflüssigkeit P entsprechende Nachweisreaktionen zum Nachweis eines bestimmten Analyten hervorruft. Der Probennutzbereich 101 wiederum kann über einen Mikrokanal 103 mit nicht näher dargestellten, weiteren Kavitäten bzw.
Entlüftungseinrichtungen versehen sein.
Die Kavität des Probenaufgabebereichs 100 ist zur Aufnahme der Probe P nach oben hin geöffnet. Der Probennutzbereich 101 und auch die Mikrokanäle 102, 103 sind nach oben durch eine dünne Abdeckfolie 14, welche beispielsweise auf den Grundkörper 10 aufgeklebt sein kann, abgedeckt. An der linken Seite ist der Grundkörper 10 mit einem beweglichen Deckel 1 1 verschieblich verbunden, welcher in der Draufsicht im Grundriss in etwa rechteckförmig ausgestaltet ist. Der Deckel 1 1 weist ein Deckel-Oberteil 1 10, ein Deckel-Unterteil 1 11 sowie eine Deckel-Rückwand 112 auf. Die genannten Teile des Deckels 11 können sowohl mehrteilig miteinander verbunden als auch einstückig ausgebildet sein.
Es ist ersichtlich, dass das linke Ende des Grundkörpers 10 zwischen dem Oberteil 1 10 und dem Unterteil 11 1 des Deckels 1 1 aufgenommen wird. Dabei befindet sich in den Fig. 1 a und 1 b der Deckel 11 in einer ausgefahrenen Position, in der er den Probenaufgabebereich 100 nicht verdeckt, also freigibt, damit von oben eine Probenflüssigkeit P in den
Probenaufgabebereich 100 aufgegeben werden kann.
Weiterhin ist ersichtlich, dass im Deckeloberteil 1 10 eine in etwa kreisrunde Ausnehmung 1 13 eingebracht ist, in der ein volumen- und/oder formveränderliches Element 12 gehalten ist. Das Element 12 kann beispielsweise an seiner Oberseite mit dem Deckel-Oberteil 1 10 verklebt sein Vorzugsweise ist das volumen- und/oder formveränderliche Element 12 aus komprimier- bzw. verformbarem Kunststoff, beispielsweise Schaumstoff oder Gummi. Um nun die in den Probenaufgabebereich 100 aufgebrachte Probenflüssigkeit P bzw.
zumindest einen Teil davon in Richtung des Probennutzbereichs 101 zu bewegen, arbeitet der dargestellte Biosensor 1 wie folgt:
Nach Aufgabe der Probenflüssigkeit P in den Probenaufgabebereich 100 (Fig. 1 a) wird der bewegliche Deckel 11 in Richtung des Grundkörpers 10 nach rechts verschoben (Fig. 1 c, erster Verfahrensschritt S1). Hierbei wird die Kavität des Probenaufgabebereichs 100 durch das Deckel-Oberteil 1 10 abgedeckt, so dass die im Probenaufgabebereich 100 befindliche
Probenflüssigkeit P nicht mehr nach oben bzw. nach außen aus dem Probeaufgabebereich 100 entweichen kann. Genauer gesagt, erfolgt eine im Wesentlichen dichtende Abdeckung der Kavität des Probenaufgabebereichs 100. Eine dichtende Abdeckung des
Probenaufgabebereichs 100 durch den Deckel 11 wird dabei durch eine Dichtung 13 verstärkt, welche an der dem Probenaufgabebereich 100 zugewandten Unterseite des Deckel-Oberteils 1 10 angebracht, vorzugsweise angeklebt ist. Die Dichtung 13 ist dabei vorzugsweise folienartig ausgebildet und weist eine in der Draufsicht in etwa rechteckige Form auf, welche die
Ausnehmung 1 13 des Deckel-Oberteils 1 10 umgibt. Lediglich eine in etwa kreisrunde
Aussparung ist vonnöten, damit das volumen- und/oder formveränderliche Element 12 hindurchtreten kann.
In der in der Fig. 1 c dargestellten Position ist zwar die Kavität des Probenaufgabebereichs 100 bereits im Wesentlichen abgedichtet, jedoch befindet sich das volumen- und/oder
formveränderliche Element 12 noch in einem komprimierten bzw. gespannten Zustand.
Wird der Deckel 1 1 nun noch weiter nach rechts geschoben (Fig. 1 d, zweiter Verfahrensschritt S2) kommt das in dem Deckel 1 1 gehaltene Element 12 zur Deckung mit dem
Probenaufgabebereich 100 und kann sich in dessen Kavität hinein entspannen (vergleiche Bezugszeichen 12' und Pfeil). Das expandierte Element 12' füllt die Kavität des
Probenaufgabebereichs 100 im Wesentlichen aus bzw. ist nur geringfügig geringer als diese. Auf Grund der Ausdehnung bzw. Volumenzunahme des Elementes 12 in den
Probenaufgabebereich 100 hinein wird die darin befindliche Probenflüssigkeit P in den
Mikrokanal 102 und damit auch in die Kavität des Probennutzbereichs 101 verdrängt (vgl. P').
Je nach Dimensionierung der Kavitäten von Probenaufgabebereich 100, Probennutzbereich 101 sowie der Mikrokanäle 102, 103 gelangt die in den Probennutzbereich 101 verdrängte Probenflüssigkeit P' über den Mikrokanal 103 auch noch in weitere, nicht näher dargestellte Kavitäten, welche unter Umständen noch für weitere Nachfolgereaktionen vonnöten sind. Auch bei der Verdrängung der Probenflüssigkeit P durch das sich in die Kavität des
Probenaufgabebereichs 100 ausdehnende Element 12 wird durch die zusätzliche Dichtung 13 im Wesentlichen verhindert, dass Probenflüssigkeit P aus dem Deckel 11 nach außen entweichen kann.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 11 so ausgelegt, dass er in der geöffneten Stellung (Fig. 1 a, b) durch geeignete Rast- bzw. Fixiermittel (nicht dargestellt) in der gezeigten Position aufgehalten wird und nur nach Überwindung einer bestimmten Kraft eine Bewegung des Deckels 11 möglich ist. Nach Schließen des Deckels 1 1 (Fig. 1 d) ist dieses nicht mehr möglich, so dass ein zuverlässiger Verschluss des Probenaufgabebereichs 100 vom einmal benutzten Biosensor 1 gewährleistet ist. Dennoch wäre es denkbar, die beschriebene
Bewegung reversibel auszuführen, indem man das Element 12 beispielsweise mit geeigneten Schrägen ausstatten würde.
Bei dem in den Fig. 1 a bis d gezeigten Ausführungsbeispiel fungiert das volumen- und/oder formveränderliche Element 12 quasi als Überdruckpumpe zum Auslösen einer Bewegung der Probenflüssigkeit P zwischen dem Probenaufgabebereich 100 und zumindest dem
Probennutzbereich 101.
In den Fig. 2a bis e wird nunmehr ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße mikrofluidische Plattform in Form eines Biosensors 2 beschrieben. Der Biosensor 2 weist gleichermaßen einen mit dem Grundkörper 10 in seiner Form vergleichbaren Grundkörper 20 auf, welcher an seinem linken Ende mit einer in etwa kreisrunden Kavität 200 versehen ist. Die Kavität 200 ist über einen Mikrokanal 202 mit der in etwa kreisrunden Kavität eines
Probennutzbereichs 201 verbunden. Der Probennutzbereich 201 ist über einen Mikrokanal 203 wiederum mit der in etwa kreisrunden Kavität eines Probenaufgabebereichs 204 verbunden. Der Probenaufgabebereich 204 ist nach oben offen und gestattet die Aufgabe einer
Probenflüssigkeit P (vgl. Fig. 2a).
Dahingehend sind jedoch die Mikrokanäle 202, 203 und auch der Probennutzbereich durch eine Abdeckfolie 24, welche beispielsweise mit dem Grundkörper 20 verklebt ist, nach oben hin abgedeckt. An der linken Seite des Grundkörpers 20 ist ein Deckel 21 beweglich mit diesem verbunden. Der Deckel 21 befindet sich in der in den Fig. 2a bis 2b gezeigten Position in einer ausgefahrenen Stellung und weist wiederum ein Deckel-Oberteil 210, ein Deckel-Unterteil 211 und eine Deckel-Rückwand 212 auf. Diese Teile können wiederum mehrteilig miteinander verbunden aber auch einstückig ausgebildet sein. Im Deckel-Oberteil 210 ist eine etwa kreisrunde Kavität 213 eingebracht, in der wiederum ein in etwa kreisrundes volumen- und/oder formveränderliches Element 22 gehalten ist. Das Element 22 füllt in der in den Fig. 2a und b dargestellten Position des Deckels 21 die Kavität 200 des Grundkörpers 20 im Wesentlichen aus.
Des Weiteren ist ersichtlich, dass das Element 22 eine Schräge 220 aufweist, welche in den Figuren auf der der Kavität 200 zugewandten Seite und in Schieberichtung, also rechts
(vergleiche Pfeile) vorgesehen ist.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt die Fig. 2a einen ersten Verfahrensschritt (S1 '), in der die Kavität 200 durch das Element 22 im Wesentlichen ausgefüllt wird. In einem zweiten Verfahrensschritt S2' (Fig. 2c) wird nun der Deckel 21 in Richtung des Grundkörpers 20 nach rechts geschoben. Das Verschieben wird durch die Schräge 220 erleichtert. Gleichzeitig wird durch die Öffnungskante der Kavität 200 das Element 22 zusammengedrückt und aus der Kavität 200 hinausbewegt (vergleiche Pfeil und Bezugszeichen 22'). Das Volumen des
Elementes 22 nimmt dabei also ab. Selbstverständlich sind, wie auch bei dem
Ausführungsbeispiel in Fig. 1 , Mischformen denkbar, bei denen neben einer in erster Linie auftretenden Volumenänderung des Elementes 22 auch eine gewisse Formänderung auftritt.
Wie auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 eine folienartige Dichtung 23 vorgesehen, welche die Kavität 213 des Deckel-Oberteils 210 umgibt. Die Dichtung 23 verstärkt die abdichtende Wirkung des Deckels 21 , die dazu führt, dass bei der Komprimierung des Elementes 22 hin zum komprimierten Zustand (22') und damit Freigabe des Volumens der Kavität 200, in der Kavität 200 ein Unterdruck entsteht und somit die
Probenflüssigkeit P aus dem Probenaufgabebereich 204 in Richtung der fluidisch mit diesem verbundenen Kavität 200 gesaugt wird. Da in Strömungsrichtung der Probenflüssigkeit P der Probennutzbereich 201 der Kavität 200 vorgeschaltet ist, gelangt die Probenflüssigkeit P von dem Probenaufgabebereich 204 über den Mikrokanal 203 zunächst zum Probennutzbereich 201.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 dient das volumen- und/oder formveränderliche Element 22 also quasi als Vakuumpumpe zum Transfer der Probenflüssigkeit P vom
Probenaufgabebereich 204 zum Probennutzbereich 201 (vergleiche P' in Fig. 2c und d). Auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind nicht näher dargestellte Rastmittel vorgesehen, die den Deckel 21 in der in Fig. 2a bzw. b gezeigten Offenstellung halten und ein Verschieben des Deckels erst unter Aufbringung einer gewissen Lösekraft ermöglichen. Desgleichen sind in der in Fig. 2d gezeigten Schließstellung des Deckels 21 geeignete Mittel vorgesehen, die ein Halten des Deckels 21 in dieser Position gewährleisten. Dennoch sind auch in diesem
Ausführungsbeispiel Anwendungsfälle denkbar, in denen ein mehrmaliges Öffnen und
Schließen des Deckels 21 erwünscht ist. Hierbei wäre (wie auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1) besonderer Wert auf die geeignete Auswahl des Werkstoffs für das volumen- und/oder formveränderliche Element 22 zu legen, damit dieser die reversiblen Bewegungen gegebenenfalls in einer Vielzahl vollführen kann.
In den Fig. 3a bis e wird nun noch ein drittes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße mikrofluidische Plattform gezeigt. Darin ist ein Biosensor 3 ersichtlich, welcher wiederum einen in der Form mit den Grundkörpern 10 und 20 vergleichbaren Grundkörper 30 und einen beweglich mit diesem verbundenen Deckel 31 zeigt. Der Grundkörper 30 des Biosensors 3 ist wiederum nur teilweise (im Bereich des Deckels 31) dargestellt und weist dort einen
Probenaufgabebereich 300 zur Aufgabe einer Probenflüssigkeit P auf, welcher über einen Mikrokanal 302 mit einem Probennutzbereich 301 fluidisch verbunden ist. Vom
Probennutzbereich 301 geht wiederum ein Mikrokanal 303 ab, weicher den Probennutzbereich 301 mit anderen, nicht näher dargestellten Kavitäten bzw. Entlüftungseinrichtungen verbinden kann. Der Probennutzbereich 301 sowie die Mikrokanäle 302 und 303 sind über eine geeignete Abdeckfolie 34 nach oben hin abgedeckt.
Der Deckel 31 weist in ähnlicher Weise wie bei den anderen Ausführungsbeispielen ein Oberteil 310, ein Unterteil 311 sowie eine Rückwand 312 auf.
Im Deckeloberteil 310 ist zudem eine in etwa kreisrunde Durchgangsöffnung 313 eingebracht. Im oberen Bereich der Durchgangsöffnung 313 ist dabei ein volumen- und/oder
formveränderliches Element 32 in Form eines membranartigen Teils angebracht, vorzugsweise verklebt oder verschweißt.
Des Weiteren ist wiederum an der Unterseite des Deckel-Oberteils 310 eine folienartige
Dichtung 33 vorgesehen, welche die Öffnung 313 umgibt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind geeignete, nicht näher dargestellte Mittel vorgesehen, die den Deckel 31 , vorzugsweise rastend in seiner in Fig. 3a und b gezeigten Offenstellung bzw. in seiner Schließstellung (Fig. 3c und d) halten. Wird nun unter Aufbringung einer Lösekraft der Deckel 31 in Richtung des Grundkörpers 30 bis zum Anschlag nach rechts verschoben (Schritt S1", Fig. 3c), so wird die Öffnung 313 des Deckels 31 in etwa zur Deckung mit dem Probenaufgabebereich 300 gebracht. In dieser Position wird durch die Öffnung 313 und die Kavität des Probenaufgabebereichs 300 ein Volumen V gebildet, welches nach oben durch das membranartige Element 32 begrenzt wird. Gleichzeitig ist das Volumen V nach außen durch den Deckel 31 abgedichtet, wobei die dichtende Wrkung durch die erwähnte Dichtung 33 noch verstärkt wird.
Wird in einem weiteren Schritt nun das membranartige Element 32 hinuntergedrückt (S2", 32', Fig. 3d), so wird das Volumen V verringert (V). Die Folge ist, dass die unter dem
membranartigen Element 32 befindliche Probenflüssigkeit P durch den Mikrokanal 302 in den Probennutzbereich 301 gepumpt wird (Ρ').
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wirkt das volumen- und/oder formveränderliche Element 32 also quasi als manuelle Membranpumpe. Dabei sei angemerkt, dass nach Lösen des Drucks auf das Element 32' dieses wieder in seine Ausgangsform (32) zurückgelangt. Hierdurch wird natürlich das unter dem membranartigen Element 32 befindliche Volumen wieder vergrößert, so dass ein (unter Umständen gewünschter) bidirektionaler
Pumpmechanismus realisierbar ist.
Schließlich sei noch darauf hinzuweisen, dass in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3 zwar immer nur ein volumen- und/oder formveränderliches Element angezeigt ist, welches in einem Deckel gehalten ist. Es ist aber auch durchaus möglich und vorteilhaft, wenn ein oder mehrere Deckel vorgesehen sind, welche mit den mikrofluidischen Plattformen beweglich verbunden sind und mehrere volumen- und/oder formveränderliche Elemente in den Deckeln gehalten werden. Dies ermöglicht, dass mit einer Bewegung des oder der Deckel gleichzeitig mehrere Pumpvorgänge ausgelöst werden können.
So ist in Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für einen Biosensor 4 beschrieben, welcher einen Grundkörper 40 mit mehreren Probenaufgabebereichen 400 und mehreren
Probennutzbereichen 401 aufweist. Die Probennutzbereiche 401 sind mit den
Probenaufgabebereichen 400 über entsprechende Mikrokanäle 402 verbunden. Zur Abdeckung der Mikrokanäle 402 sowie der Probennutzbereiche 401 ist eine geeignete Abdeckfolie 403 vorgesehen. Entlüftungseinrichtungen sind nicht dargestellt. Des Weiteren ist ein Deckel 41 verschiebbar mit dem Grundkörper 40 verbunden und weist mehrere volumen- und/oder formveränderliche Elemente 42 auf, die beispielsweise jeweils nach Art des der Fig. 1 gezeigten Elementes 12 ausgeführt sein können. Wrd nun der Deckel 41 in Richtung des Grundkörpers 40 nach rechts verschoben, so gelangen die Elemente 42 zur Deckung mit den Probenaufgabebereichen 400, expandieren in diese hinein und verdrängen eine darin aufgegebene Probenflüssigkeit in Richtung der Mikrokanäle 402 bzw. der
Probennutzbereiche 401. Es können also mit einer Bewegung des Deckels 41 drei
Pumpvorgänge gleichzeitig ausgelöst werden.
Eine bewegliche Verbindung der genannten Deckel mit den Grundkörpern der mikrofluidischen Plattformen ist selbstverständlich auch auf andere Art und Weise möglich. Beispielsweise kann statt einer Schiebebewegung auch eine Dreh- oder Klappbewegung vorgesehen sein.
Die beschriebenen mikrofluidischen Plattformen 1 bis 4 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, wobei die bekannten Kunststoff-Bearbeitungsverfahren, insbesondere das
Spritzgießen, zur Anwendung kommen. Die die in den Grundkörpern 10 bis 40 eingebrachten Kavitäten und Mikrokanäle verdeckenden Folien 14, 24, 34 und 403 können beispielsweise selbstklebende Folien sein oder mit Heißkleber versehene Folien, die auf die Oberfläche der Grundkörper laminiert werden. Alternativ ist eine Abdeckung natürlich auch mit festen Deckeln möglich, welche beispielsweise durch UV-Klebung, Ultraschall-Schweißen, Laserschweißen oder Hochfrequenz-Schweißen mit den Grundkörpern verbunden werden.
Bezugszeichenliste
Biosensor
Grundkörper
Probenaufgabebereich
1 Probennutzbereich
Mikrokanal
Mikrokanal
Deckel
0 Deckel-Oberteil
1 Deckel-Unterteil
Deckel-Rückwand
3 Ausnehmung im Deckel-Oberteil
, 12' volumen- und/oder formveränderliches Element
Dichtung
Abdeckfolie
Biosensor
Grundkörper
0 Kavität des Grundkörpers
1 Probennutzbereich
2 Mikrokanal
3 Mikrokanal
4 Probenaufgabebereich
Deckel
0 Deckel-Oberteil
1 Deckel-Unterteil
2 Deckel-Rückwand
3 Kavität des Deckel-Oberteils
, 22' volumen- und/oder formveränderliches Element
0 Schräge des volumen- und/oder formveränderlichen Elementes
Dichtung
Abdeckfolie
Biosensor
Grundkörper
0 Probenaufgabebereich 301 Probennutzbereich
302 Mikrokanal
303 Mikrokanal
31 Deckel
310 Deckel-Oberteil
311 Deckel-Unterteil
312 Deckel-Rückwand
313 Öffnung des Deckel-Oberteils
32 volumen- und/oder formveränderliches Element
33 Dichtung
34 Abdeckfolie
4 Biosensor
40 Grundkörper
400 Probenaufgabebereiche
401 Probennutzbereiche
402 Mikrokanäle
403 Abdeckfolie
41 Deckel
42 volumen- und/oder formveränderliches Elemente
43 Dichtung
P, P' Probenflüssigkeit
S1.S2 Verfahrensschritte
S1 \S2' Verfahrensschritte
S1",S2" 1 Verfahrensschritte
V, V von Membran begrenztes Volumen

Claims

Patentansprüche
1. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) mit wenigstens einem Mittel (12, 22, 32, 42) zum Auslösen einer Bewegung einer Flüssigkeit (P), insbesondere Probenflüssigkeit, zwischen wenigsten zwei Orten (100, 101 ; 204,201 ; 300,301 ; 400, 401) der
mikrofluidischen Plattform (1 , 2, 3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mittel (12, 22, 32, 42) wenigstens ein volumen- und/oder formveränderliches Element (12, 22, 32, 42) umfasst, welches an wenigstens einem beweglich mit der mikrofluidischen Plattform (1 , 2, 3, 4) verbundenen Bauteil (11 , 21 , 31 , 41) angebracht ist und durch Bewegung des Bauteils (1 1 , 21 , 31 , 41) in eine derartige Position bringbar ist, dass das Element (12, 22, 32, 42) unter Veränderung seines Volumens und/oder seiner Form bewirkt, dass die an dem wenigstens einen Ort (100, 204, 300, 400) befindliche Flüssigkeit (P) zumindest teilweise von diesem Ort (100, 204, 300, 400) zu dem wenigstens einen anderen Ort (101 , 201 , 301 , 401) bewegt wird.
2. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine volumen- und/oder formveränderliches Element (12, 22, 32 ,42) durch Bewegung des Bauteils (1 1 , 21 , 31 , 41) in eine derartige Position bringbar ist, dass das Element (12, 22, 32 ,42) unter Volumenzunahme (12') zumindest eine Kavität (100, 400) wenigstens teilweise ausfüllt oder unter Volumenabnahme (22') zumindest eine zuvor wenigstens teilweise durch das Element (22) ausgefüllte Kavität (200) zumindest teilweise wieder freigibt oder dass bei Veränderung der Form des Elementes (32') das Volumen (V) wenigstens einer durch das Element (32) zumindest teilweise begrenzten Kavität (300 u. 313) veränderbar (V) ist.
3. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (11 , 21 , 31 , 41) deckelartig ausgebildet ist und in wenigstens einer Position wenigstens eine Kavität (100, 200, 300, 400) überdeckt.
4. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das deckelartige Bauteil (1 1 , 21 , 31 , 41) die mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) zumindest von zwei gegenüberliegenden Seiten überdeckt.
5. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das deckelartige Bauteil (1 1 , 21 , 31 , 41) verschieb- oder verschwenkbar mit der mikrofluidischen Plattform (1 , 2, 3, 4) verbunden ist.
6. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dichtungsmittel (13, 23, 33, 43) vorgesehen ist, derart, dass in der wenigstens einen, die wenigstens eine Kavität (100, 200, 300, 400) überdeckenden Position des deckelartigen Bauteils (1 1 , 21 , 31 , 41) die überdeckte Kavität (100, 200, 300, 400) nach außen abgedichtet ist.
7. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel (13, 23, 33, 43) am deckelartigen Bauteil (1 1 , 21 , 31 , 41) an der der wenigstens einen abzudeckenden Kavität (100, 200, 300, 400) zugewandten Seite vorgesehen ist.
8. Mikrofluidische Plattform (1 , 2, 3, 4) nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das deckelartige Bauteil (11 , 21 , 31 , 41) wenigstens eine Kavität (1 13, 213,) oder Öffnung (313) aufweist, in der das wenigstens eine volumen- und/oder formveränderliche Element (12, 22, 32, 42) zumindest teilweise gehalten ist.
9. Mikrofluidische Plattform (1 , 4) nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element (12,42) in einer ersten, die Kavität (100, 400) freigebenden Position des deckelartigen Bauteils (1 1 , 41) komprimiert ist und das deckelartige Bauteil (1 1 , 41) in eine zweite Position bringbar ist, in der die Kavität (100, 400) dichtend abgedeckt ist und sich das volumen- und/oder formveränderliche Element (12, 42) in die Kavität (100, 400) hinein entspannt hat, wobei die Kavität (100 ,400) fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität (101 , 401), insbesondere einem Probennutzbereich verbunden ist.
10. Mikrofluidische Plattform (1 , 4) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (100, 400) ein Probenaufgabebereich eines medizintechnischen
Messinstrumentes ist, beispielsweise einer mikrofluidischen Cartridge, eines
Teststreifens oder dergleichen.
1 1 . Mikrofluidische Plattform (2) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element (22) in einer ersten Position des deckelartigen Bauteils (21) in eine Kavität (200) der mikrofluidischen Plattform (2) hinein entspannt ist und das deckelartige Bauteil (21) in eine zweite, die Kavität (200) dichtend abdeckende Position bringbar ist, in der das volumen- und/oder formveränderliche Element (22) die Kavität (200) wieder freigegeben hat und komprimiert ist, wobei die Kavität (200) der mikrofluidischen Plattform (2) fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität (201 , 204), insbesondere mit einem Probennutzbereich (201) und/oder einem Probenaufgabebereich (204) verbunden ist.
12. Mikrofluidische Plattform (2) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das volumen- oder formveränderliche Element (22) an der der Kavität (200) zugewandten Seite Schrägen (220) aufweist.
13. Mikrofluidische Plattform (3) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element (32) membranartig ausgebildet ist und das deckelartige Bauteil (31) in eine solche Position bringbar ist, in der zumindest eine Kavität (300+313) dichtend abgedeckt wird und in der das membranartige Element (32) die wenigstens eine Kavität (300+313) zumindest bereichsweise begrenzt, wobei durch Druck auf das membranartige Element (32) das dadurch (32) zumindest bereichsweise begrenzte Volumen (V) der wenigstens einen Kavität (300+313) verringerbar (V) ist.
14. Mikrofluidische Plattform (4) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese (4) mehrere Kavitäten (400) aufweist und mehrere volumen- und/oder formveränderliche Elemente (42) vorgesehen sind, welche an dem wenigstens einen, beweglich mit der mikrofluidischen Plattform (4) verbundenen Bauteil (41) angebracht sind.
15. Verfahren zum Auslösen einer Bewegung einer Flüssigkeit (P), insbesondere
Probenflüssigkeit, zwischen wenigsten zwei Orten (100, 101 ; 204,201 ; 300,301 ; 400, 401) einer mikrofluidischen Plattform (1 , 2, 3, 4), insbesondere unter Verwendung einer mikrofluidischen Plattform nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14,
gekennzeichnet durch wenigstens folgende Verfahrensschritte: - Wenigstens eine Kavität (100, 200, 300, 400) wird mit wenigstens einem beweglich mit der mikrofluidischen Plattform (1 , 2, 3, 4) verbundenen Bauteil (1 1 , 21 , 31 , 41) dichtend abgedeckt (S1 , S1 \ S1 "),
- Wenigstens ein an dem wenigstens einen beweglich mit der mikrofluidischen Plattform (1 , 2, 3, 4) verbundenen Bauteil (11 , 21 , 31 , 41) angebrachtes, volumen- und/oder formveränderliches Element (12, 22, 32 ,42) wird derart in seinem Volumen und/oder in seiner Form verändert (S2, S2', S2"), dass eine in der wenigstens einen Kavität (100, 200, 300, 400) befindliche Flüssigkeit (P) zumindest teilweise aus der Kavität (100, 300, 400) herausbewegt oder dass eine Flüssigkeit (P) zumindest in Richtung dieser Kavität (200) bewegt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine volumen- und/oder formveränderliche Element (12, 22, 32 ,42) durch Bewegung des Bauteils (1 1 , 21 , 31 , 41) in eine derartige Position gebracht wird, dass das Element (12, 42) unter Volumenzunahme die zumindest eine Kavität (100, 400) wenigstens teilweise ausfüllt oder unter Volumenabnahme die zumindest eine zuvor wenigstens teilweise durch das Element (22) ausgefüllte Kavität (200) zumindest teilweise wieder freigibt oder dass bei Veränderung der Form des Elementes (32) das Volumen (V) wenigstens einer durch das Element (32) zumindest teilweise begrenzten Kavität (300, 313) verändert (V) wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element (12, 42) in einer ersten, die Kavität (100, 400) freigebenden Position des deckelartigen Bauteils (1 1 , 41) komprimiert wird und das deckelartige Bauteil (1 1 , 41) in eine zweite Position gebracht wird, in der die Kavität (100, 400) dichtend abgedeckt ist und sich das volumen- und/oder formveränderliche Element (12, 42) in die Kavität (100, 400) hinein entspannt, wobei die Kavität (100 ,400) fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität (101), insbesondere einem
Probennutzbereich verbunden ist.
18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das volumen- und/oder form veränderliche Element (22) in einer ersten Position des deckelartigen Bauteils (21) in eine Kavität (200) der mikrofluidischen Plattform (2) hinein entspannt wird und das deckelartige Bauteil (21) in eine zweite, die Kavität (200) dichtend abdeckende Position gebracht wird, in der das volumen- und/oder formveränderliche Element (22) die Kavität (200) wieder freigegeben hat und komprimiert ist, wobei die Kavität (200) der mikrofluidischen Plattform (2) fluidisch mit wenigstens einer anderen Kavität (201 , 204), insbesondere mit einem Probennutzbereich (201) und einem Probenaufgabebereich (204) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das volumen- und/oder formveränderliche Element (32) membranartig ausgebildet ist und das deckelartige Bauteil (31) in eine solche Position gebracht wird, in der zumindest eine Kavität (300+313) dichtend abgedeckt wird und in der das membranartige Element (32) die wenigstens eine Kavität (300+313) zumindest bereichsweise begrenzt, wobei durch Druck auf das membranartige Element (32) das dadurch zumindest bereichsweise begrenzte Volumen (V) der wenigstens einen Kavität (300+313) verringert (V) wird.
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