EP2798349A1 - Method for separating suspension components or colloid components, and device for separating suspension components or colloid components - Google Patents

Method for separating suspension components or colloid components, and device for separating suspension components or colloid components

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Publication number
EP2798349A1
EP2798349A1 EP12813006.9A EP12813006A EP2798349A1 EP 2798349 A1 EP2798349 A1 EP 2798349A1 EP 12813006 A EP12813006 A EP 12813006A EP 2798349 A1 EP2798349 A1 EP 2798349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
components
sample
colloid
suspension
flow direction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12813006.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manuel KEMMLER
Oliver POPPE
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
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2798349A1 publication Critical patent/EP2798349A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49Blood
    • G01N33/4915Blood using flow cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers 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
    • B01L3/502753Containers 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 bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation

Definitions

  • the invention relates to a method for separating suspension or colloid components, in particular blood components.
  • the invention further relates to a device for separating suspension or colloid components, in particular blood components.
  • WO 96/31 270 A1 discloses a method and a device for separating whole blood, wherein agglutinins are used to improve the separation.
  • DE 1 03 05 050 A1 discloses a test element and a method for blood tests, wherein a microfluidic channel structure is used for the flow transport of the blood sample, and liquid constituents are obtained from the blood sample. Valve elements serve to control the flow transport. Agglutination is provided in a reaction chamber.
  • a device and a method for separating components of blood are known, in particular blood cells are to be separated.
  • a microfluidic device is used which has a separating device, preferably in the form of a membrane or another filter element.
  • the sample liquid is treated with an agglutinating agent, thereby causing blood cell aggregation.
  • DE 1 03 52 535 A1 discloses a method and an apparatus for separating blood plasma and white blood cells from the remaining blood or from cellular components of the blood.
  • a microstructured separation device is provided with separation areas.
  • the transport path of the liquid consists of a channel system with capillary dimensions, which flows through the liquid at a flow rate in a transport direction from an inlet to a collecting section.
  • agglutinating substances are added to remove certain particles from the suspension.
  • the liquid or the separated parts of the liquid are transported by capillary force and / or another comparable force.
  • the particle transport of larger constituents is slowed down by geometric structures present in the line arrangement.
  • the requirements for the separation consist in the duration of the process, the amount of yield of blood components, the amount of dead volume, automatic performance with little manual actions, low production costs, variable sample size, size and robustness.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for separating components in suspensions or colloids in residual particle constituents and a memorizuver,den particle component, resulting in a relatively simple construction of the line arrangement by efficiently separating the components of a relatively small and variable amounts of a sample characterized relatively short time with low dead volume.
  • the presented invention uses, as known from WO 96/31 270, so-called agglutinines.
  • agglutination Latin: agglutinare: tack
  • the sticking or clumping of, for example, cells, or of antibodies with antigens By adding substances such as cationic polymers hexadimethrine bromide agglutination can be further enhanced, resulting in a faster process of separation in the present invention.
  • Agglutinated components are, for example, blood cells, microorganisms or viruses.
  • Examples of application are the separation of whole blood as suspension with anticoagulant in plasma and blood cells, separation of whole blood or suspension without anticoagulant in serum and blood cells.
  • the piping has diameters in the millimeter range for sample volumes in the upper microliter range to ensure a certain axial length of the sample in the pipe. Too small amounts of sample can not be separated efficiently.
  • the channel arrangement is separated for reasons of hygiene in a fluidic chip. The arrangement is largely closed and ensures a low risk of contamination for the user of the device. For a particularly cost-effective reaction, the separation in a tube solution is preferred. For putting in the hose solution is preferred for the separation of less risky material.
  • FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of the invention with a line arrangement formed by a branch-free line,
  • Fig. 2 is a schematic representation of the line in the
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of a device according to the invention with a line arrangement designed as a fluidic chip
  • FIG. 4 shows a top view of the fluidic chip in the embodiment according to FIG. 3 after filling with inert fluid solution and with a sample containing agglutinated blood cells, FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the fluidic chip according to the Ausry- 4 after moving the sample in a first flow direction at a first flow rate over a first period of time and
  • FIG. 6 shows a plan view of the fluidic chip according to FIG. 4 after moving the sample in a second flow direction opposite the first flow direction at a second flow velocity different from the first flow velocity over a second time duration.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a device according to the invention for separating in particular blood components.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 has a pump unit 1, which can be controlled via a control unit 2 for pumping in two pumping directions, each with adjustable pump power.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 is equipped with a two-way valve unit 3 as a valve unit, which is fluid-dynamically connected to an inert fluid container 5 via an inert fluid connection 4.
  • an inert fluid solution 6 is stored in the illustration according to FIG. 1.
  • the stock solution 6 serves the purpose of providing the pumping unit 1 with an inert fluid in order to act hydraulically and not pneumatically.
  • the two-way valve unit 3 is provided with a line connection 7, to which in the embodiment according to FIG. 1 a line arrangement 8 in the form of a non-branching and perforation-free line 9 having a length in an axial direction is provided with at least sections , is preferably connected with a total consistent cross-section of, for example, about 1, 5 millimeters in diameter with a round cross-section.
  • the line 9 is for a the largest possible extent in conjunction with a small footprint in the axial direction expediently coiled or spirally formed.
  • the line connection 7 opposite end of the line 9 is connected to a supply / collecting container 1 1, here consisting of a collecting container and from a storage container, which, as shown in Fig.
  • the reagent used is, for example, phytohemagglutinin (PHA-E), which belongs to the so-called lectins.
  • FIG. 2 shows, in various partial images (a), (b), (c) and (d), the conduit 9 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 after carrying out various steps of the method according to the invention.
  • the line 9 is filled with inert fluid solution 6 at its end facing the inert fluid connection 4.
  • the control unit 2 and the two-way valve unit 3 receiving an air cushion 1 2 from the storage container now used storage / collecting container arrangement 1 0, the sample 1 1 with agglutinated blood cells with a Volume of, for example, 200 microliters has been introduced. Behind and in front of the sample 1 1 is the air cushion 1 second
  • the arrangement of plasma 1 3, which has already been enriched in volume relative to sub-image (b), and the amount of mixing volume 1 4 enriched with agglutinated blood cells is then carried out in a second pumping process over a second period of time with a second flow velocity which is smaller than the first flow velocity, is pumped back in the direction of the supply / collecting container arrangement 10 as the second flow direction until, as shown in the lower partial image (d), the plasma 1 3 has a now relatively large volume at the rats / collecting container arrangement 1 0 facing end of the line 9 adjacent.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of a device according to the invention for separating blood constituents, wherein in the exemplary embodiment according to FIG. 1 and in the exemplary embodiment according to FIG. 2 corresponding elements are provided with the same reference numerals and below some are not explained again in detail.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 shows a schematic representation of a further embodiment of a device according to the invention for separating blood constituents, wherein in the exemplary embodiment according to FIG. 1 and in the exemplary embodiment according to FIG. 2 corresponding elements are provided with the same reference numerals and below some are not explained again in detail.
  • valve unit 3 has as a valve unit a multi-way valve unit 15, to which, in addition to the inert fluid container 5 filled with inert fluid solution 6, a storage container 1 filled with pure whole blood 16 as suspension or colloid, which is optionally mixed with an anticoagulant, is filled 7 of a storage container arrangement and a Agglutinierates 1 8 for agglutinating blood cells receiving further storage container 1 9 of the storage container arrangement each have a supply connection 20, 21 are connected.
  • the multiway valve unit 1 5 is equipped with a first outlet connection 22, with a second outlet connection 23 and with a third outlet connection 24, via the first outlet connection 22, via a two way valve unit 25 also controllable by the control unit 2 and via an outlet connection 26
  • Two-way valve unit 25 Inertfluidates 6 from the Inertfluid proceedingnis 5 a multi-functional connection 27 of a fluidic chip 28, in which the line assembly 8 is formed, can be fed.
  • the two-way valve unit 25 is also connected via a further outlet port 29 with a collecting container 30, with which, as explained in more detail below, separated blood components can be accommodated.
  • the second output port 23 is connected to the corresponding position of the multi-way valve unit 1 5 with the whole blood 1 receiving receiving container 1 1 7 and placed on a first feed connection 31 of the fluidic 28.
  • the third output connection 24 of the multiway valve unit 15 is connected to the additional storage container 1 9 receiving the agglutinating solution 18 with a corresponding position of the multiway valve unit 15 and connected to a second supply connection 32 of the fluidic chip 28.
  • the rectangularly formed fluidic chip 28 which is expediently designed as a plastic injection-molded part and is intended for single use, has a Y-shaped, closed with a cover line assembly 8, which has an inlet portion 33, a blind portion 34 and an outlet portion 35, which are connected together in a connecting region 36.
  • the inlet section 33 is provided with the feed connections 31, 32, while the outlet section 35 has the multifunction connection 27 at its end facing away from the connection region 36.
  • the blind section 34 is provided with a blank connection 37 which is permeable solely to gaseous, but not to liquid fluid.
  • the diameter of the sections 33, 34, 35 is for example about 1, 3 millimeters.
  • the long side of the fluidic chip 28 is, for example, 75 millimeters and the short side, for example, 25 millimeters long, so that for the inlet section 33 and for the blind section 34 results in a length of about 1 40 millimeters.
  • FIG. 4 shows the fluidic chip 28 of the exemplary embodiment according to FIG. 3 after pumping in inert fluid solution 6 into the outlet section 35 close to the connection region 26 and due to corresponding actuation of the two-way valve unit 25 under fluid-dynamic separation of the multifunctional connection 27 after pumping in previously the feed connections 31 , 32 submitted whole blood 1 6 and presented Agglutinierates 1 8 in the inlet section 33 with mixing to an agglutinated blood cells having sample 1 1.
  • the inlet section 33 is connected via appropriate actuation of the multi-way valve unit 1 5 including an air cushion 1 2 to the inert fluid container 5.
  • FIG. 5 shows the fluidic chip 28 of the exemplary embodiment according to FIG. 3 after moving the sample 1 1 from the arrangement according to FIG. 4 over a first period of time with a first flow velocity in a first flow direction from the inlet section 33 into the blind section 34 1 is pumped under separation into a volume with predominantly plasma 1 3 and a mixing volume 1 4 as far as the air cushion 1 2 and inert fluid solution 6 into the blind section 34, while expelling residual air 38 through the blind port 37, the mixing volume 1 4 has come close to the blind terminal 37.
  • FIG. 6 shows the fluidic chip 28, starting from the arrangement of FIG. 5 with corresponding wiring of the multi-way valve unit 15 and the pump unit 1 over a second period of time in a first flow direction opposite second flow direction at a different from the first flow velocity second flow velocity, the In this embodiment, smaller than the first flow rate is, with closing the connected to the feed ports 31, 32 output ports 23, 24 and suction of existing in the outlet section 35 inert fluid 6 after a process time of typically about 9 minutes in the outlet section 35 now with the volume Plasma 13 is present, wherein the present in the inlet portion 33 inert fluid solution 6 together with the present in the connection region 36 air cushion 12 is a fluid dynamic barrier.

Abstract

The invention relates to a method and a device for separating suspension components or colloid components. A sample (11) is moved in at least one flow direction at at least one flow speed over a period of time in a line arrangement (8) with an axial extension until an axial separation of the components has occurred, said components subsequently being separated from one another.

Description

Verfahren zum Trennen von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen und  Process for separating suspension or colloid components and
Vorrichtung zum Trennen von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen  Device for separating suspension or colloid components
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Suspensionsoder Kolloidbestandteilen, insbesondere von Blutbestandteilen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Trennen von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen, insbesondere von Blutbestandteilen. The invention relates to a method for separating suspension or colloid components, in particular blood components. The invention further relates to a device for separating suspension or colloid components, in particular blood components.
Aus WO 96/31 270 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Vollblut bekannt, wobei zum Verbessern der Trennung Agglutinine Verwendung finden. WO 96/31 270 A1 discloses a method and a device for separating whole blood, wherein agglutinins are used to improve the separation.
Aus DE 1 03 05 050 A1 ist ein Testelement sowie ein Verfahren für Blutuntersuchungen bekannt, wobei zum Fließtransport der Blutpro- be eine mikrofluidische Kanalstruktur verwendet wird und wobei aus der Blutprobe Flüssigbestandteile gewonnen werden. Ventilelemente dienen der Steuerung des Fließtransports. In einer Reaktionskammer ist eine Agglutination vorgesehen. Aus EP 2 41 3 1 38 A2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtrennen von Bestandteilen von Blut bekannt, wobei insbesondere Blutzellen abgetrennt werden sollen. Hierfür wird eine mikrofluidische Vorrichtung eingesetzt, die über eine Trennvorrichtung vorzugsweise in Gestalt einer Membran oder einem sonstigen Filter- element verfügt. Zum Vorbehandeln der Probenflüssigkeit vor dem Zuführen zu der Trenneinrichtung wird die Probenflüssigkeit mit einem Agglutinationsmittel behandelt, wodurch ein Zusammenballen von Blutzellen bewirkt wird. DE 1 03 52 535 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Blutplasma und wei ßen Blutkörperchen von dem übrigen Blut oder von zellulären Bestandteilen des Blutes. Hierzu ist eine mikrostrukturierte Trennvorrichtung mit Trennbereichen vorgesehen. Der Transportweg der Flüssigkeit besteht aus einem Kanalsystem mit kapillaren Abmessungen, das die Flüssigkeit mit einer Fließgeschwindigkeit in einer Transportrichtung von einem Einlass zu einem Sammelabschnitt durchströmt. Zum Bilden von Komplexen werden agglutinierende Substanzen zugegeben, um bestimmte Partikel aus der Suspension zu entfernen. Die Flüssigkeit beziehungsweise die abgetrennten Teile der Flüssigkeit werden durch Kappi- larkraft und/oder eine andere vergleichbare Kraft transportiert. Der Partikeltransport größerer Bestandteile wird durch in der Leitungs- anordnung vorhandene geometrische Strukturen verlangsamt. DE 1 03 05 050 A1 discloses a test element and a method for blood tests, wherein a microfluidic channel structure is used for the flow transport of the blood sample, and liquid constituents are obtained from the blood sample. Valve elements serve to control the flow transport. Agglutination is provided in a reaction chamber. From EP 2 41 3 1 38 A2 a device and a method for separating components of blood are known, in particular blood cells are to be separated. For this purpose, a microfluidic device is used which has a separating device, preferably in the form of a membrane or another filter element. For pretreating the sample liquid prior to feeding to the separator, the sample liquid is treated with an agglutinating agent, thereby causing blood cell aggregation. DE 1 03 52 535 A1 discloses a method and an apparatus for separating blood plasma and white blood cells from the remaining blood or from cellular components of the blood. For this purpose, a microstructured separation device is provided with separation areas. The transport path of the liquid consists of a channel system with capillary dimensions, which flows through the liquid at a flow rate in a transport direction from an inlet to a collecting section. To form complexes, agglutinating substances are added to remove certain particles from the suspension. The liquid or the separated parts of the liquid are transported by capillary force and / or another comparable force. The particle transport of larger constituents is slowed down by geometric structures present in the line arrangement.
Aus dem wissenschaftlichen Artikel "High flow rate microfluidic devi- ce for bloodplasmaseparationusing a rangeoftemperatures" von A. I. Rodriguez-Villarreal, M. Arundell, M. Carmona et al., Lab Chip, 201 0, 1 0, 21 1 -21 9, sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Blutbestandteilen bekannt, die auf einem Trennen von Blutbestandteilen aufgrund einer lateralen Separierung der Blutbestandteile nach einer Engstelle in einer Leitungsanordnung beruhen. Die Ausbeute an Plasma dieses Verfahrens beträgt bei diesem vor- bekannten Verfahren etwa 4 Prozent. From the scientific article "High flow rate microfluidic device for blood plasma separation using a rangeoftemperatures" by Al Rodriguez-Villarreal, M. Arundell, M. Carmona et al., Lab Chip, 201 0, 10, 21 1 -21 9 discloses a method and apparatus for separating blood components based on separating blood components due to lateral separation of the blood components towards a constriction in a conduit arrangement. The yield of plasma of this process is about 4 percent in this prior art process.
Aus dem wissenschaftlichen Artikel "Passive microfluidic devices for plasmaextractionfromwhole human blood" von E. Sollier, H. Rostaing, P. Pouteau et al., Sensors and Actuators B 1 41 (2009) 61 7- 624, sind drei Verfahren und drei Vorrichtungen zum Trennen von Blutbestandteilen bekannt. Die Verfahren basieren auf Mikrofiltration und Zentrifugation in mikrofluidischen Vorrichtungen. Das beste der hier offenbarten Verfahren ist das sogenannte "Corner-Edge"- Design, bei dem Vollblut mit Faktor 20 verdünnt wird. Die Ausbeute beträgt weniger als 1 1 Prozent. From the scientific article "Passive Microfluidic Devices for Plasma Extraction of Human Blood" by E. Sollier, H. Rostaing, P. Pouteau et al., Sensors and Actuators B 1 41 (2009) 61 7-624, there are three methods and three devices for Separation of blood components known. The methods are based on microfiltration and centrifugation in microfluidic devices. The best of the methods disclosed here is the so-called "corner edge" Design in which whole blood is diluted by a factor of 20. The yield is less than 1 1 percent.
Die Anforderungen für die Auftrennung bestehen in der Dauer des Prozesses, der Menge an Ausbeute der Blutbestandteile, der Menge des Totvolumens, automatischem Durchführen mit allenfalls wenig manuellen Handlungen, geringen Herstellungskosten, variabler Probenmenge, Baugröße und Robustheit. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Bestandteilen in Suspensionen oder Kolloiden in Restpartikelbestandteile und einen weiterzuverarbeitenden Partikelbestandteil anzugeben, die sich bei einem verhältnismäßig einfachen Aufbau der Leitungsanordnung durch ein effizientes Trennen der Bestandteile einer verhältnismäßig geringen und variablen Probenmengen einer verhältnismäßig kurzen Zeit mit geringem Totvolumen auszeichnet. The requirements for the separation consist in the duration of the process, the amount of yield of blood components, the amount of dead volume, automatic performance with little manual actions, low production costs, variable sample size, size and robustness. The invention has for its object to provide a method and an apparatus for separating components in suspensions or colloids in residual particle constituents and a weiterzuverarbeitenden particle component, resulting in a relatively simple construction of the line arrangement by efficiently separating the components of a relatively small and variable amounts of a sample characterized relatively short time with low dead volume.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Trennen von Suspen- sions- oder Kolloidbestandteilen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. This object is achieved in a method for separating suspension or colloid components with the features of claim 1.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Trennen von Suspen- sions- oder Kolloidbestandteilen mit den Merkmalen des Patentan- Spruches 5 gelöst. This object is achieved in a device for separating suspension or colloid components having the features of patent claim 5.
Dadurch, dass erfindungsgemäß das Trennen von Suspensionsoder Kolloidbestandteilen wie insbesondere Blutbestandteilen aus einer agglutinierte Bestandteile aufweisenden Probe durch eine rein axiale Strömung in einer Leitungsanordnung bis zum Einstellen einer axialen Separierung der agglutinierten Bestandteile und dem restlichen Kolloid oder der restlichen Suspension erfolgt, ergibt sich ein verhältnismäßig einfacher Aufbau der Leitungsanordnung, der ein effizientes Trennen bei einer verhältnismäßig geringen Menge der Probe zulässt. Due to the fact that, according to the invention, the separation of suspension or colloid constituents, in particular blood constituents, from a specimen containing agglutinated constituents is effected by a purely axial flow in a line arrangement until an axial separation of the agglutinated constituents and the remaining colloid or the remaining suspension is achieved, a relatively simple result Structure of the line arrangement, the one allows efficient separation with a relatively small amount of the sample.
Die vorgestellte Erfindung verwendet, wie aus WO 96/31 270 be- kannt, sogenannte Agglutinine. In der medizinischen Sprache versteht man unter Agglutination (lat. : agglutinare: anheften) das Verkleben oder Verklumpen von zum Beispiel Zellen, beziehungsweise von Antikörpern mit Antigenen. Durch die Zugabe von Substanzen wie zum Beispiel kationische Polymere Hexadimethrinbromid kann die Agglutination zusätzlich verstärkt werden, was zu einem schnelleren Prozessablauf der Auftrennung in der vorgestellten Erfindung führt. The presented invention uses, as known from WO 96/31 270, so-called agglutinines. In the medical language is meant agglutination (Latin: agglutinare: tack) the sticking or clumping of, for example, cells, or of antibodies with antigens. By adding substances such as cationic polymers hexadimethrine bromide agglutination can be further enhanced, resulting in a faster process of separation in the present invention.
Als Probe dient beispielsweise Vollblut, Urin, Speichel oder Kultur- medium. Agglutinierte Bestandteile sind beispielsweise Blutzellen, Mikroorganismen oder Viren. For example, whole blood, urine, saliva or culture medium serve as a sample. Agglutinated components are, for example, blood cells, microorganisms or viruses.
Anwendungsbeispiele sind die Auftrennung von Vollblut als Suspension mit Gerinnungshemmer in Plasma und Blutzellen, Auftrennung von Vollblut oder Suspension ohne Gerinnungshemmer in Serum und Blutzellen. Die Leitungsanordnung besitzt für Probenmengen im oberen Mikroliterbereich Durchmesser im Millimeterbereich, um eine gewisse axiale Länge der Probe in der Leitung zu gewährleisten. Zu kleine Probenmengen lassen sich nicht effizient trennen. Examples of application are the separation of whole blood as suspension with anticoagulant in plasma and blood cells, separation of whole blood or suspension without anticoagulant in serum and blood cells. The piping has diameters in the millimeter range for sample volumes in the upper microliter range to ensure a certain axial length of the sample in the pipe. Too small amounts of sample can not be separated efficiently.
Aus diesem Grund werden für die Auftrennung von Probenmengen von beispielsweise Probanden mit wenig Probenvolumen wie Säuglingen Durchmesser der Leitungsanordnung im Mikrometerbereich bevorzugt. Zur Minimierung der Leitungslänge und des daraus fol- genden Platzbedarfs werden für Proben im Milliliterbereich Durchmesser im Zentimeterbereich bevorzugt. Für die Trennung von Vollblut-, Urin-, Speichel-, Kulturmediumsbestandteilen wird die Kanalanordnung aus hygienischen Gründen in einem Fluidikchip separiert. Die Anordnung ist weitestgehend geschlossen und gewährleistet für den Nutzer der Vorrichtung ein geringes Kontaminationsrisiko. Für eine besonders kostengünstige Umsetzung wird die Auftrennung in einer Schlauchlösung bevorzugt. Au ßerdem wird die Schlauchlösung für die Trennung von weniger risikobehaftetem Material bevorzugt. For this reason, for the separation of sample volumes from, for example, subjects with low sample volumes such as infants, diameters of the micron-order line arrangement are preferred. To minimize the cable length and the consequent space requirement, diameters in the centimeter range are preferred for samples in the milliliter range. For the separation of whole blood, urine, saliva, culture medium components, the channel arrangement is separated for reasons of hygiene in a fluidic chip. The arrangement is largely closed and ensures a low risk of contamination for the user of the device. For a particularly cost-effective reaction, the separation in a tube solution is preferred. For putting in the hose solution is preferred for the separation of less risky material.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Further expedient embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. Further expedient refinements and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the figures of the drawing.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer durch eine verzweigungsfreie Leitung gebildeten Leitungsanordnung, 1 is a schematic view of a first embodiment of the invention with a line arrangement formed by a branch-free line,
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung die Leitung bei dem Fig. 2 is a schematic representation of the line in the
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 während verschiedener Schritte beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,  Embodiment of FIG. 1 during various steps in carrying out the method according to the invention,
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer als Fluidikchip ausgebildeten Leitungsanordnung, 3 shows a schematic representation of a further embodiment of a device according to the invention with a line arrangement designed as a fluidic chip,
Fig. 4 in einer Draufsicht den Fluidikchip bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 nach Befüllen mit Inertfluidlösung und mit einer agglutinierte Blutzellen beinhaltenden Probe, 4 shows a top view of the fluidic chip in the embodiment according to FIG. 3 after filling with inert fluid solution and with a sample containing agglutinated blood cells, FIG.
Fig. 5 in einer Draufsicht den Fluidikchip gemäß dem Ausfüh- rungsbeispiel von Fig. 4 nach Bewegen der Probe in einer ersten Strömungsrichtung mit einer ersten Strömungsgeschwindigkeit über eine erste Zeitdauer und 5 is a plan view of the fluidic chip according to the Ausfüh- 4 after moving the sample in a first flow direction at a first flow rate over a first period of time and
Fig. 6 in einer Draufsicht den Fluidikchip gemäß Fig. 4 nach Bewegen der Probe in einer der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung mit einer von der ersten Strömungsgeschwindigkeit verschiedenen zweiten Strömungsgeschwindigkeit über eine zweite Zeitdauer. 6 shows a plan view of the fluidic chip according to FIG. 4 after moving the sample in a second flow direction opposite the first flow direction at a second flow velocity different from the first flow velocity over a second time duration.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trennen von insbesondere Blutbestandteilen. Das Ausführungsbeispiel ge- mäß Fig. 1 verfügt über eine Pumpeinheit 1 , die über eine Steuereinheit 2 zum Pumpen in zwei Pumprichtungen mit jeweils einstellbarer Pumpleistung ansteuerbar ist. Weiterhin ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit einer Zweiwegventileinheit 3 als Ventileinheit ausgestattet, die über einen Inertfluidanschluss 4 fluiddynamisch mit einem Inertfluidbehältnis 5 verbunden ist. In dem Inertfluidbe- hältnis 5 ist in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine Inertfluidlösung 6 bevorratet. Die Vorratslösung 6 dient dem Zweck, der Pumpeinheit 1 ein inertes Fluid bereitzustellen, um hydraulisch und nicht pneumatisch zu agieren. Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a device according to the invention for separating in particular blood components. The exemplary embodiment according to FIG. 1 has a pump unit 1, which can be controlled via a control unit 2 for pumping in two pumping directions, each with adjustable pump power. Furthermore, the exemplary embodiment according to FIG. 1 is equipped with a two-way valve unit 3 as a valve unit, which is fluid-dynamically connected to an inert fluid container 5 via an inert fluid connection 4. In the inert fluid container 5, an inert fluid solution 6 is stored in the illustration according to FIG. 1. The stock solution 6 serves the purpose of providing the pumping unit 1 with an inert fluid in order to act hydraulically and not pneumatically.
Weiterhin ist die Zweiwegventileinheit 3 mit einem Leitungsan- schluss 7 ausgestattet, an den bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine Leitungsanordnung 8 in Gestalt einer sich mit einer Länge in einer axialen Richtung verzweigungsfrei erstreckenden, hin- dernis- und perforierungsfreien Leitung 9 mit wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise mit insgesamt gleichbleibendem Querschnitt von beispielsweise etwa 1 ,5 Millimeter im Durchmesser bei einem runden Querschnitt angeschlossen ist. Die Leitung 9 ist für eine möglichst große Erstreckung in Verbindung mit geringem Platzbedarf in der axialen Richtung zweckmäßigerweise gewendelt oder spiralförmig ausgebildet. Das dem Leitungsanschluss 7 gegenüberliegende Ende der Leitung 9 ist mit einer Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0, hier bestehend aus einem Auffangbehältnis und aus einem Vorratsbehältnis, verbunden, das, wie in Fig. 1 dargestellt, zum einen die Funktion eines Vorratsbehältnisses für eine bereits mit einem Reagenz zum Agglu- tinieren von Blutzellen versetzten Probe 1 1 und zum anderen die Funktion eines Auffangbehältnisses, wie weiter unten näher erläutert, zum Aufnehmen von Blutbestandteilen erfüllt. Zur Agglutination der Blutzellen wird als Reagenz beispielsweise das Phytohämagglutinin (PHA-E) verwendet, welches zu den so genannten Lektinen ge- hört. Furthermore, the two-way valve unit 3 is provided with a line connection 7, to which in the embodiment according to FIG. 1 a line arrangement 8 in the form of a non-branching and perforation-free line 9 having a length in an axial direction is provided with at least sections , is preferably connected with a total consistent cross-section of, for example, about 1, 5 millimeters in diameter with a round cross-section. The line 9 is for a the largest possible extent in conjunction with a small footprint in the axial direction expediently coiled or spirally formed. The line connection 7 opposite end of the line 9 is connected to a supply / collecting container 1 1, here consisting of a collecting container and from a storage container, which, as shown in Fig. 1, on the one hand, the function of a storage container for an already with a Reagent for agglutinating blood cells staggered sample 1 1 and, on the other hand, fulfills the function of a collecting container, as explained in more detail below, for receiving blood constituents. For the agglutination of the blood cells, the reagent used is, for example, phytohemagglutinin (PHA-E), which belongs to the so-called lectins.
Fig. 2 zeigt in verschiedenen Teilbildern (a), (b), (c) und (d) die Leitung 9 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nach Durchführen verschiedener Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem in Fig. 2 obersten Teilbild (a) ist die Leitung 9 an ihrem dem Inert- fluidanschluss 4 zugewandten Ende mit Inertfluidlösung 6 gefüllt. An ihrem der Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 zugewandten Ende ist durch Zusammenwirken der Pumpeinheit 1 , der Steuereinheit 2 und der Zweiwegventileinheit 3 unter Aufnahme eines Luftpolsters 1 2 aus dem nunmehr eingesetzten Vorratsbehältnis der Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 die Probe 1 1 mit agglutinierten Blutzellen mit einem Volumen von beispielsweise 200 Mikroliter eingebracht worden. Hinter und vor der Probe 1 1 befindet sich das Luftpolster 1 2. FIG. 2 shows, in various partial images (a), (b), (c) and (d), the conduit 9 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 after carrying out various steps of the method according to the invention. In the uppermost part of FIG. 2 (a), the line 9 is filled with inert fluid solution 6 at its end facing the inert fluid connection 4. At its the storage / Auffangbehältnisanordnung 1 0 facing the end by cooperation of the pump unit 1, the control unit 2 and the two-way valve unit 3 receiving an air cushion 1 2 from the storage container now used storage / collecting container arrangement 1 0, the sample 1 1 with agglutinated blood cells with a Volume of, for example, 200 microliters has been introduced. Behind and in front of the sample 1 1 is the air cushion 1 second
Nach Einpumpen von Inertfluidlösung 6, Rückpumpen der aufgenommenen Inertfluidlösung 6 unter Mitnahme des Luftpolsters 1 2 und anschließendem Aufnehmen der Probe 1 1 bis zum Einstellen einer ersten Separierung von Blutbestandteilen gemäß dem oberen mittleren Teilbild (b) von Fig. 2 mit einer sehr geringen Vorlaufgeschwindigkeit liegt an das Luftpolster 1 2 angrenzend ein erster Ansatz von Plasma 1 3 an dem der Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 abgewandten Ende der Leitung 9 vor, während ein mit aggluti- nierten Blutzellen angereichertes Mischvolumen 1 4 an dem der Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 zugewandten Ende vorhanden ist. Durch diesen Vorgang wird an dieser Stelle der Agglutinationsvorgang verstärkt. After pumping Inertfluidlösung 6, pumping back the recorded inert fluid 6 with entrainment of the air cushion 1 2 and then picking up the sample 1 1 to adjust a first separation of blood components according to the upper middle partial image (b) of Fig. 2 with a very low flow rate is adjacent to the air cushion 1 2 adjacent a first approach of plasma 1 3 at the supply / Auffangbehältnisanordnung 1 0 opposite end of the line 9 before while a mixing volume 1 4 enriched with agglutinated blood cells is present at the end facing the supply / collecting container arrangement 10. Through this process, the agglutination process is enhanced at this point.
Nach einer verhältnismäßig kurzen ersten Pumppause, welche die Agglutination der Bestandteile durch Sedimentation verstärkt, wird ausgehend von der Anordnung gemäß dem Teilbild (b) in einem ersten Pumpintervall zunächst in Richtung des Inertfluidanschlusses 4 mit einer bei diesem Ausführungsbeispiel verhältnismäßig hohen ersten Strömungsgeschwindigkeit über eine erste Zeitdauer in Richtung des Inertfluidanschlusses 4 als erste Strömungsrichtung weitergepumpt, bis das Luftpolster 1 2 nahe dem Inertfluidanschluss 4 angeordnet ist. Nach Abschluss dieses ersten Pumpvorganges liegt, wie in dem unteren mittleren Teilbild (c) dargestellt, das Plasma 1 3 nunmehr auf der der Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 zugewandten Seite der Leitung 9 vor. After a relatively short first pumping break, which enhances the agglutination of the components by sedimentation, starting from the arrangement according to the partial image (b) in a first pumping interval first in the direction of the inert fluid port 4 with a relatively high first flow rate in this embodiment over a first period of time in the direction of the inert fluid port 4 as the first flow direction, until the air cushion 1 2 is arranged near the inert fluid port 4. After completion of this first pumping operation, as shown in the lower middle part of the image (c), the plasma 1 3 now on the supply / collecting container arrangement 1 0 side facing the line 9 before.
Anschließend wird nach einer weiteren zweiten Pumppause die An- Ordnung von im Volumen gegenüber dem Teilbild (b) bereits angereicherten Menge an Plasma 1 3 und dem gegenüber dem mit agglu- tinierten Blutzellen angereichertem Menge von Mischvolumen 1 4 in einem zweiten Pumpvorgang über eine zweite Zeitdauer mit einer gegenüber der ersten Strömungsgeschwindigkeit kleineren zweiten Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 als zweiter Strömungsrichtung zurückgepumpt, bis, wie in dem untersten Teilbild (d) dargestellt, das Plasma 1 3 mit einem nunmehr verhältnismäßig großen Volumen an dem der Vor- rats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 zugewandten Ende der Leitung 9 angrenzt. Das Trennen der Blutbestandteile ist nach einer typischen Prozesszeit von etwa 1 5 Minuten und einer Plasmaausbeute von typischerweise zwischen etwa 30 Prozent und etwa 40 Prozent nunmehr abgeschlossen, und durch Weiterpumpen mit einer Entnahmegeschwindigkeit lässt sich das Plasma 1 3 in die Vorrats/Auffangbehältnisanordnung 1 0 mit dem nunmehr eingesetzten Auffangbehältnis zur anschließenden Weiterverarbeitung aus der Leitung 9 austreiben. After a further second pumping pause, the arrangement of plasma 1 3, which has already been enriched in volume relative to sub-image (b), and the amount of mixing volume 1 4 enriched with agglutinated blood cells is then carried out in a second pumping process over a second period of time with a second flow velocity which is smaller than the first flow velocity, is pumped back in the direction of the supply / collecting container arrangement 10 as the second flow direction until, as shown in the lower partial image (d), the plasma 1 3 has a now relatively large volume at the rats / collecting container arrangement 1 0 facing end of the line 9 adjacent. Separation of the blood components is now complete after a typical processing time of about 15 minutes and a plasma yield of typically between about 30 percent and about 40 percent, and by further pumping at a withdrawal rate, the plasma 1 3 is allowed to enter the reservoir / containment assembly 10 drive the collection container now used for subsequent processing from the line 9.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hier zum Trennen von Blutbestandteilen, wobei sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 einan- der entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im Weiteren zum Teil nicht nochmals näher erläutert sind. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 verfügt als Ventileinheit über eine Mehrwegventileinheit 1 5, an die fluiddynamisch neben dem mit Inertfluidlösung 6 gefüllten Inertfluidbehältnis 5 ein mit reinem Voll- blut 1 6 als Suspension oder Kolloid, das gegebenenfalls mit einem Gerinnungshemmer versetzt ist, gefülltes Vorratsbehältnis 1 7 einer Vorratsbehältnisanordnung und ein eine Agglutinierlösung 1 8 zum Agglutinieren von Blutzellen aufnehmendes weiteres Vorratsbehältnis 1 9 der Vorratsbehältnis-anordnung jeweils über einen Vorratsan- schluss 20, 21 angeschlossen sind. 3 shows a schematic representation of a further embodiment of a device according to the invention for separating blood constituents, wherein in the exemplary embodiment according to FIG. 1 and in the exemplary embodiment according to FIG. 2 corresponding elements are provided with the same reference numerals and below some are not explained again in detail. The exemplary embodiment according to FIG. 3 has as a valve unit a multi-way valve unit 15, to which, in addition to the inert fluid container 5 filled with inert fluid solution 6, a storage container 1 filled with pure whole blood 16 as suspension or colloid, which is optionally mixed with an anticoagulant, is filled 7 of a storage container arrangement and a Agglutinierlösung 1 8 for agglutinating blood cells receiving further storage container 1 9 of the storage container arrangement each have a supply connection 20, 21 are connected.
Weiterhin ist die Mehrwegventileinheit 1 5 mit einem ersten Aus- gangsanschluss 22, mit einem zweiten Ausgangsanschluss 23 und mit einem dritten Ausgangsanschluss 24 ausgestattet, wobei über den ersten Ausgangsanschluss 22, über eine ebenfalls von der Steuereinheit 2 ansteuerbare Zweiwegventileinheit 25 sowie über einen Auslassanschluss 26 der Zweiwegventileinheit 25 Inertfluidlösung 6 aus dem Inertfluidbehältnis 5 einem Multifunktionsanschluss 27 eines Fluidikchips 28, in dem die Leitungsanordnung 8 ausgebildet ist, einspeisbar ist. Die Zweiwegventileinheit 25 ist überdies über einen weiteren Auslassanschluss 29 mit einem Auffangbehältnis 30 verbunden, mit dem, wie weiter unten näher erläutert, separierte Blutbestandteile aufnehmbar sind. Furthermore, the multiway valve unit 1 5 is equipped with a first outlet connection 22, with a second outlet connection 23 and with a third outlet connection 24, via the first outlet connection 22, via a two way valve unit 25 also controllable by the control unit 2 and via an outlet connection 26 Two-way valve unit 25 Inertfluidlösung 6 from the Inertfluidbehältnis 5 a multi-functional connection 27 of a fluidic chip 28, in which the line assembly 8 is formed, can be fed. The two-way valve unit 25 is also connected via a further outlet port 29 with a collecting container 30, with which, as explained in more detail below, separated blood components can be accommodated.
Der zweite Ausgangsanschluss 23 ist bei entsprechender Stellung der Mehrwegventileinheit 1 5 mit dem das Vollblut 1 6 aufnehmenden Vorratsbehältnis 1 7 verbunden und an einen ersten Speiseanschluss 31 des Fluidikchips 28 gelegt. Der dritte Ausgangsanschluss 24 der Mehrwegventileinheit 1 5 schließlich ist bei entsprechender Stellung der Mehrwegventileinheit 1 5 mit dem die Agglutinierlösung 1 8 aufnehmenden weiteren Vorratsbehältnis 1 9 verbunden und an einen zweiten Speiseanschluss 32 des Fluidikchips 28 angeschlossen. The second output port 23 is connected to the corresponding position of the multi-way valve unit 1 5 with the whole blood 1 receiving receiving container 1 1 7 and placed on a first feed connection 31 of the fluidic 28. Finally, the third output connection 24 of the multiway valve unit 15 is connected to the additional storage container 1 9 receiving the agglutinating solution 18 with a corresponding position of the multiway valve unit 15 and connected to a second supply connection 32 of the fluidic chip 28.
Der rechteckig ausgebildete Fluidikchip 28, der zweckmäßigerweise als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und zur einmaligen Verwendung vorgesehen ist, verfügt über eine Y-artig ausgebildete, mit einer Abdeckung verschlossene Leitungsanordnung 8, die einen Ein- laufabschnitt 33, einen Blindabschnitt 34 und einen Auslassabschnitt 35 aufweist, die in einem Verbindungsbereich 36 miteinander verbunden sind. An einem dem Verbindungsbereich 36 abgewandten Ende ist der Einlaufabschnitt 33 mit den Speiseanschlüssen 31 , 32 versehen, während der Auslassabschnitt 35 an seinem dem Verbin- dungsbereich 36 abgewandten Ende den Multifunktionsanschluss 27 aufweist. Der Blindabschnitt 34 ist zur Reduzierung eines Kontaminationsrisikos an seinem dem Verbindungsbereich 36 abgewandten Ende mit einem allein für gasförmiges, nicht jedoch für flüssiges Fluid durchlässigen Blindanschluss 37 versehen. Der Durchmesser der Abschnitte 33, 34, 35 liegt beispielsweise bei etwa 1 ,3 Millimeter. Die lange Seite des Fluidikchips 28 ist beispielsweise 75 Millimeter und die kurze Seite beispielsweise 25 Millimeter lang, so dass sich für den Einlaufabschnitt 33 und für den Blindabschnitt 34 eine Länge von jeweils etwa 1 40 Millimeter ergibt. The rectangularly formed fluidic chip 28, which is expediently designed as a plastic injection-molded part and is intended for single use, has a Y-shaped, closed with a cover line assembly 8, which has an inlet portion 33, a blind portion 34 and an outlet portion 35, which are connected together in a connecting region 36. At an end facing away from the connection region 36, the inlet section 33 is provided with the feed connections 31, 32, while the outlet section 35 has the multifunction connection 27 at its end facing away from the connection region 36. In order to reduce the risk of contamination at its end facing away from the connecting region 36, the blind section 34 is provided with a blank connection 37 which is permeable solely to gaseous, but not to liquid fluid. The diameter of the sections 33, 34, 35 is for example about 1, 3 millimeters. The long side of the fluidic chip 28 is, for example, 75 millimeters and the short side, for example, 25 millimeters long, so that for the inlet section 33 and for the blind section 34 results in a length of about 1 40 millimeters.
Fig. 4 zeigt den Fluidikchip 28 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 nach Einpumpen von Inertfluidlösung 6 in den Auslassabschnitt 35 bis nahe zu dem Verbindungsbereich 26 und aufgrund entsprechendem Betätigen der Zweiwegventileinheit 25 unter fluid- dynamischen Abtrennen des Multifunktionsanschlusses 27 nach Einpumpen von zuvor den Speiseanschlüssen 31 , 32 vorgelegtem Vollblut 1 6 und vorgelegter Agglutinierlösung 1 8 in den Einlaufabschnitt 33 unter Mischen zu einer agglutinierte Blutzellen aufweisenden Probe 1 1 . Nach Einbringen der agglutinierte Blutzellen beinhaltenden Probe 1 1 ist der Einlaufabschnitt 33 über entsprechendes Betätigen der Mehrwegventileinheit 1 5 unter Einschluss eines Luft- polsters 1 2 an das Inertfluidbehältnis 5 angeschlossen. Die Bereiche des Einlaufabschnittes 33 und des Auslassabschnittes 35 um den Verbindungsbereich 36 sowie der Blindabschnitt 34 sind mit Restluft 38 gefüllt. Fig. 5 zeigt den Fluidikchip 28 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 nach Bewegen der Probe 1 1 aus der Anordnung gemäß Fig. 4 über eine erste Zeitdauer mit einer ersten Strömungsgeschwindigkeit in einer ersten Strömungsrichtung von dem Einlaufabschnitt 33 in den Blindabschnitt 34. Die Probe 1 1 wird unter Auftrennen in ein Vo- lumen mit überwiegend Plasma 1 3 und ein Mischvolumen 1 4 soweit unter Nachlauf des Luftpolsters 1 2 und von Inertfluidlösung 6 in den Blindabschnitt 34 gepumpt, bis unter Austreiben von Restluft 38 durch den Blindanschluss 37 das Mischvolumen 1 4 bis nahe zu dem Blindanschluss 37 gelangt ist. Dabei ist durch ein weiteres Luftpols- ter 39 bildende Restluft und die bereits in dem Auslassabschnitt 35 vorhandene Inertfluidlösung 6 sichergestellt, dass die Probe 1 1 ausschließlich in den Blindabschnitt 34 eintritt. Fig. 6 zeigt den Fluidikchip 28, nachdem ausgehend von der Anordnung gemäß Fig. 5 mit entsprechender Beschaltung der Mehrwegventileinheit 15 sowie der Pumpeinheit 1 über eine zweite Zeitdauer in einer der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung mit einer von der ersten Strömungsgeschwindigkeit verschiedenen zweiten Strömungsgeschwindigkeit, die bei diesem Ausführungsbeispiel kleiner als die erste Strömungsgeschwindigkeit ist, unter Verschließen der an die Speiseanschlüsse 31 , 32 angeschlossenen Ausgangsanschlüsse 23, 24 und Absaugen der in dem Auslassabschnitt 35 vorhandenen Inertfluidlösung 6 nach einer Prozesszeit von typischerweise etwa 9 Minuten in dem Auslassabschnitt 35 nunmehr das Volumen mit Plasma 13 vorliegt, wobei die in dem Einlaufabschnitt 33 vorhandene Inertfluidlösung 6 zusammen mit dem in dem Verbindungsbereich 36 vorhandenen Luftpolster 12 eine fluiddynamische Sperre darstellt. Nunmehr lässt sich bei entsprechender Ansteuerung der Zweiwegventileinheit 25 über die Steuereinheit 2 das mit einer Ausbeute von etwa 40 Prozent vorliegende Plasma 13 aus dem Auslassabschnitt 35 über den Multifunk- tionsanschluss 27 in das Auffangbehältnis 30 überführen. FIG. 4 shows the fluidic chip 28 of the exemplary embodiment according to FIG. 3 after pumping in inert fluid solution 6 into the outlet section 35 close to the connection region 26 and due to corresponding actuation of the two-way valve unit 25 under fluid-dynamic separation of the multifunctional connection 27 after pumping in previously the feed connections 31 , 32 submitted whole blood 1 6 and presented Agglutinierlösung 1 8 in the inlet section 33 with mixing to an agglutinated blood cells having sample 1 1. After introduction of the agglutinated blood cells containing sample 1 1, the inlet section 33 is connected via appropriate actuation of the multi-way valve unit 1 5 including an air cushion 1 2 to the inert fluid container 5. The areas of the inlet section 33 and the outlet section 35 around the connecting region 36 and the blind section 34 are filled with residual air 38. FIG. 5 shows the fluidic chip 28 of the exemplary embodiment according to FIG. 3 after moving the sample 1 1 from the arrangement according to FIG. 4 over a first period of time with a first flow velocity in a first flow direction from the inlet section 33 into the blind section 34 1 is pumped under separation into a volume with predominantly plasma 1 3 and a mixing volume 1 4 as far as the air cushion 1 2 and inert fluid solution 6 into the blind section 34, while expelling residual air 38 through the blind port 37, the mixing volume 1 4 has come close to the blind terminal 37. In this case, residual air forming through a further air cushion 39 and the inert fluid solution 6 already present in the outlet section 35 ensure that the sample 11 enters exclusively into the blind section 34. Fig. 6 shows the fluidic chip 28, starting from the arrangement of FIG. 5 with corresponding wiring of the multi-way valve unit 15 and the pump unit 1 over a second period of time in a first flow direction opposite second flow direction at a different from the first flow velocity second flow velocity, the In this embodiment, smaller than the first flow rate is, with closing the connected to the feed ports 31, 32 output ports 23, 24 and suction of existing in the outlet section 35 inert fluid 6 after a process time of typically about 9 minutes in the outlet section 35 now with the volume Plasma 13 is present, wherein the present in the inlet portion 33 inert fluid solution 6 together with the present in the connection region 36 air cushion 12 is a fluid dynamic barrier. Now, with appropriate control of the two-way valve unit 25 via the control unit 2, the present with a yield of about 40 percent plasma 13 from the outlet section 35 via the multi-functional connection 27 into the collecting container 30 transfer.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Trennen von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen, insbesondere von Blutbestandteilen, mit den Schritten A method for separating suspension or colloid components, in particular blood components, with the steps
Versetzen der Suspension oder des Kolloids (1 6) mit einer Reagenz (1 8) zum Agglutinieren von Bestandteilen zu einer Probe (1 1 ), Adding the suspension or the colloid (1 6) with a reagent (1 8) for agglutinating constituents to give a sample (1 1),
Bewegen der Probe (1 1 ) mit den agglutinierten Bestandteilen mit einer Strömungsgeschwindigkeit in einer sich in einer axialen Richtung erstreckenden Leitungsanordnung (8) in einer Strömungsrichtung über eine Zeitdauer bis zum Einstellen einer axialen Separierung der agglutinierten Bestandteilen von der restlichen Probe (1 3, 1 4). Moving the sample (1 1) with the agglutinated components at a flow rate in an axially extending conduit assembly (8) in a flow direction for a period of time until axial separation of the agglutinated components from the remaining sample (1 3, 1 4).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach Bewegen der Probe (1 1 ) in der Strömungsrichtung ein Bewegen der Probe (1 1 ) in einer der Strömungsrichtung entgegengesetzten weiteren Strömungsrichtung mit einer von der Strömungsgeschwindigkeit verschiedenen weiteren Strömungsgeschwindigkeit über eine weitere Zeitdauer erfolgt. A method according to claim 1, characterized in that after moving the sample (1 1) in the flow direction moving the sample (1 1) takes place in a direction opposite to the flow direction further flow direction at a different flow rate from the flow rate over a further period of time.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension und das Kolloid aus einer Vollblut, Urin, Speichel oder Kulturmedien enthaltenden Gruppe ausgewählt ist. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the suspension and the colloid is selected from a group containing whole blood, urine, saliva or culture media.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die agglutinierten Bestandteile in einer Blutzellen, Mikroorganismen oder Viren aufweisenden Gruppe enthalten sind. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the agglutinated components in a Blood cells, microorganisms or viruses containing group are included.
Vorrichtung zum Trennen von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Pumpeinheit (1 ), mit einer Leitungsanordnung (8), die an die Pumpeinheit (1 ) angeschlossen ist, mit einer Vorratsbehältnisanordnung (1 0, 1 7, 1 9) zum Bevorraten einer Suspension oder eines Kolloids (1 6) sowie einer Reagenz (1 8) zum Agglutinieren von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen oder einer Probe (1 1 ) mit agglutinierten Bestandteilen, mit einem Inertfluidbehältnis (5) zum Bevorraten einer Inertfluidlösung (6), mit einem Auffangbehältnis (1 0, 30) zum Aufnehmen von Suspensions- o- der Kolloidbestandteilen, mit einer Ventileinheit (3, 1 5, 25), mit der wahlweise die Vorratsbehältnisanordnung (1 0, 1 7, 1 9) o- der das Inertfluidbehältnis (5) mit der Leitungsanordnung (8) verbindbar sind, und mit einer Steuereinheit (2) zum Ansteuern der Ventileinheit (3, 1 5, 25) sowie der Pumpeinheit (1 ) derart, dass nach Einbringen zuerst von Inertfluidlösung (6) und anschließend der Probe (1 1 ) in die Leitungsanordnung (8) die Probe (1 1 ) mit einer Strömungsgeschwindigkeit in einer Strömungsrichtung durch die Leitungsanordnung (8) strömt. Device for separating suspension or colloid components, in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 4, with a pumping unit (1), with a line arrangement (8) connected to the pumping unit (1), with a storage container arrangement ( 1 0, 1 7, 1 9) for storing a suspension or a colloid (1 6) and a reagent (1 8) for agglutination of suspension or colloid components or a sample (1 1) with agglutinated components, with an inert fluid container (5 ) for storing an inert fluid solution (6), with a collecting container (1 0, 30) for receiving suspension o- the colloid components, with a valve unit (3, 1 5, 25) with which optionally the storage container assembly (1 0, 1 7, 1 9) or the inert fluid container (5) can be connected to the line arrangement (8), and to a control unit (2) for actuating the valve unit (3, 15, 25) and the pump unit (1) such that nac h introducing first of inert fluid solution (6) and then the sample (1 1) in the conduit assembly (8), the sample (1 1) with a flow velocity in a flow direction through the conduit assembly (8) flows.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung (8) durch eine durchgehend verzweigungsfreie Leitung (9) mit gleichbleibendem Querschnitt gebildet ist. Apparatus according to claim 5, characterized in that the line arrangement (8) is formed by a continuous branch-free line (9) with a constant cross-section.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung (8) Y-artig mit einem Einlaufabschnitt (33) sowie mit jeweils einem an den Einlaufabschnitt (33) und an einem Auslassabschnitt (35) angeschlossenen Blindab- schnitt (34) ausgebildet ist, wobei an dem Auslassabschnitt (35) an dessen dem Einlaufabschnitt (33) abgewandten Ende das Auffangbehältnis (30) ankoppelbar ist, wobei an dem dem Einlaufabschnitt (33) abgewandten Ende des Blindabschnittes (34) ein luftdurchlässiger Verschluss (37) vorhanden ist und wobei an dem dem Blindabschnitt (34) beziehungsweise dem Auslassabschnitt (35) abgewandten Ende des Einlassabschnittes die Vorratsbehältnisse (5, 17, 19), das Inertfluidbe- hältnis (5), die Ventileinheit (15) und die Pumpeinheit (1 ) angeschlossen sind. Apparatus according to claim 5, characterized in that the line arrangement (8) Y-like manner with an inlet portion (33) and with one in each case to the inlet portion (33) and an outlet portion (35) Blindab- Section (34) is formed, wherein at the outlet portion (35) at its end remote from the inlet portion (33) the collecting container (30) can be coupled, wherein at the inlet portion (33) facing away from the end of the blind portion (34) an air-permeable closure ( 37) and in which the storage container (5, 17, 19), the inert fluid container (5), the valve unit (15) and the pump unit are located at the end of the inlet section facing away from the blind section (34) or the outlet section (35). 1) are connected.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinheit (1 ) zum Erzeugen einer der Strömungsrichtung entgegengesetzten weiteren Strömungsrichtung eingerichtet ist, wobei die in der weiteren Strömungsrichtung herrschende weitere Strömungsgeschwindigkeit verschieden von der Strömungsgeschwindigkeit einstellbar ist. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the pump unit (1) is arranged to generate a flow direction opposite another flow direction, wherein the prevailing in the further flow direction further flow velocity is different from the flow rate adjustable.
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