EP2905079A1 - Device for storing a fluid in a microfluidic system, method for operating and method for producing such a device - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a device for pre-storing a fluid in a microfluidic system, to a method of operating such a device, and to a method for producing such a device.
- the EP 1 896 180 B1 discloses a microfluidic system, also called a lab-on-a-chip system, which is equipped with flexible membranes to displace fluids within the system.
- Microfluidic systems can be designed, for example, as a multilayer structure with a cavity.
- a membrane to be deflected can be permanently fastened locally to a lid of the cavity in order to define a volume to be displaced during a joining process.
- a microfluidic system can be understood to mean a system for analyzing the smallest amounts of sample liquids.
- a system can be a cartridge-like layer composite with a cover element and a base element.
- Under a cover element and a bottom element can each be understood a layer which is made for example of a plastic, in particular of a polymer.
- Under a bottom recess can be understood as a depression in the bottom element.
- Under a fluid may be a liquid reagent for effecting a chemical reaction in the microfluidic System understood.
- Under a sealing film or a membrane can be understood depending on a sheet-like flexible element such as a plastic layer or a composite layer.
- the sealing film or the membrane may be, for example, fluid-impermeable.
- the pressure can be introduced through the pressure channel into a region between the cover element and the membrane.
- the membrane can be pressed by the pressure against the sealing foil and further into the bottom recess.
- the present approach is based on the recognition that a reagent in the form of a fluid can be stored long-term stable and space-saving in a lab-on-a-chip system by the fluid is placed in a recess of a substrate and covered by a sealing film.
- the sealing film can be severed by pneumatic deflection of an elastic membrane.
- the use of the elastic membrane as a means for opening the sealing film can prevent reagents from getting stuck in the recess, for example due to capillary forces acting between the reagents and a polymer surface. Thus, losses during emptying or even a lack of emptying can be avoided.
- the device may be provided with a blister which is filled with the fluid.
- the blister can be arranged in the bottom recess.
- the sealing foil seal the blister fluid-tight.
- Under a blister can be understood a tablet package with a cup-like depression, which is sealed with the sealing film. Such a blister is easy and inexpensive to provide. Further, since the fluid is trapped in the blister, contamination of the fluid by foreign matters can be prevented.
- the membrane may be configured to be further deformed by the pressure upon directing the pressure through the pressure channel after the opening of the closure film such that the fluid from the bottom recess into the fluid channel is moved. In this way, the bottom recess can be safely emptied by the deformation of the membrane.
- the fluid may be filled in the bottom recess.
- the sealing foil can seal the bottom recess in a fluid-tight manner.
- the closure film may be fixed to the bottom element in order to close the bottom recess in a fluid-tight manner.
- the sealing foil may be attached to the bottom member such that the membrane and the sealing foil are separated by a small gap, thus preventing direct contact between the membrane and the sealing foil.
- the sealing film may have at least one predetermined breaking point.
- a predetermined breaking point can be understood as meaning a material weakening of a partial region of the sealing film.
- the predetermined breaking point can be realized by a reduced thickness of the sealing film or by a specific embossing pattern. Thus, even a relatively low pressure may be sufficient to open the sealing film by the deflection of the membrane.
- the predetermined breaking point offers the advantage of a controlled and reproducible opening of the sealing film.
- the predetermined breaking point can be realized according to a further embodiment by means of laser structuring.
- Laser structuring can be understood as a method in which the predetermined breaking point is generated by means of electromagnetic waves in the sealing film.
- the predetermined breaking point can be realized particularly quickly and efficiently.
- the closure film of a prefabricated blister can be provided in this way subsequently very easily with the predetermined breaking point.
- the closure film can be realized with at least one polymer layer and / or at least one metal layer.
- the polymer layer and the metal layer can be combined with one another in a layer composite.
- the sealing film can be made particularly robust.
- the membrane is fixed to the cover element at least in the region of the fluid channel. This makes it possible to prevent the fluid channel from being narrowed or closed by a deflection of the membrane in the region of the fluid channel.
- the device can also be provided with at least one further bottom recess.
- the further bottom recess can be arranged opposite the cover element.
- the fluid channel may in this case be designed to fluidly connect the bottom recess and the further bottom recess.
- the further bottom recess can serve, for example, to catch the fluid released when the closure film is opened.
- the membrane may be fastened to the cover element in a subregion of the bottom recess located on a side of the bottom recess facing away from the fluid channel.
- an outlet of the pressure channel can be arranged in a subregion of the bottom recess located on a side of the bottom recess facing the fluid channel, in which the membrane is not fastened to the cover element. In this way, deformation range of the membrane can be limited.
- the membrane may be configured to be deformed back upon the withdrawal of the pressure at the pressure channel after the opening of the sealing film.
- a negative pressure can be applied to the pressure channel.
- the membrane can rest continuously on the cover element in the region of the bottom recess. In particular, can be ensured by the back deformation that the fluid channel is released from the membrane.
- the fluid channel may have a step between a first section of the fluid channel formed in the base element and a second section of the fluid channel formed in the cover element.
- the first section can open into the bottom recess.
- the first section and the second section may be parallel to each other and overlap in the area of the step. This can facilitate outflow of the fluid through the fluid channel.
- the membrane may extend beyond the step.
- the membrane In the region of the first section of the fluid channel, the membrane may be fastened to the cover element.
- the membrane In the region of the second section of the fluid channel, the membrane can be movably arranged between the cover element and the bottom element. By moving the membrane in the second section towards the cover element, the fluid channel can be released in the region of the step.
- the fluid channel can be arranged below to move the fluid in a gravity-driven manner from the bottom recess into the fluid channel. This simplifies the construction of the device.
- a method of operating said apparatus comprises a step of directing the pressure through the pressure channel to deform the membrane such that the closure sheet is opened.
- the membrane is further deformed by directing the pressure through the pressure channel such that the fluid is moved from the bottom recess into the fluid channel.
- the upstream fluid in the device can be displaced by a simple provision of pressure from the bottom recess in the fluid channel.
- the present approach provides a method of manufacturing a device according to any of the above-described embodiments, the method comprising the steps of: Providing a bottom member having a bottom recess for receiving a fluid and a lid member having at least one pressure channel to direct pressure into a portion of the bottom recess;
- the bottom recess is arranged opposite the cover element, at least one fluid channel is formed between the cover element and the bottom element, the fluid is arranged in the bottom recess, the closure film at least in a partial region of the bottom recess between the cover element and the bottom element is arranged to hold the fluid in the bottom recess, and the membrane is disposed at least in the region of the bottom recess between the lid member and the sealing foil, wherein the membrane is adapted to be deformed upon pressure of the pressure channel through the pressure so in that the closure film is opened.
- the membrane may be configured to be deformed by the pressure upon directing the pressure through the pressure channel after the opening of the closure film such that the fluid is moved from the bottom recess into the fluid channel.
- Fig. 1 shows a schematic representation of an apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
- the device 100 comprises a cover element 105 and a bottom element 110.
- the cover element 105 and the bottom element 110 are each designed plate-like.
- the bottom element 110 has a bottom recess 115, which is arranged opposite the cover element 105.
- a fluid 120 is upstream.
- a closing foil 125 is arranged between the lid element 105 and the bottom element 110.
- the sealing foil 125 is designed to hold the fluid 120 in the bottom recess 115.
- a pressure channel 130 is further formed in the cover member 105.
- the pressure channel 130 is realized as a passage opening.
- One end of the pressure channel 130 is disposed opposite the bottom recess 115.
- a fluid channel 135 is formed, which leads from the bottom recess 115 to an outside environment of the bottom recess 115.
- the fluid channel 135 may, for example, be formed by a groove in the cover element 105 or the base element 110.
- a fluidic connection between the bottom recess 115 and the fluid channel 135 may be closed by the closure film.
- a membrane 140 is arranged between the closure film 125 and the cover element 105.
- the membrane 140 further extends across an entire width of the device 100.
- a pressure can be applied to a side of the membrane 140 facing away from the bottom recess 115.
- the pressure channel 130 for this purpose with a in Fig. 1 not shown pneumatic pump connected.
- the membrane 140 is designed to be pressed against the closure film 125 when the pressure is applied in such a way that the closure film 125 tears open.
- the diaphragm 140 with increasing pressure both in the direction of a bottom surface of the bottom recess 115 and in the direction of the fluid channel 135 trough-shaped bulges, the fluid 120 is pressed by the bottom recess 115 in the fluid passage 135.
- the fluid 120 is introduced into a blister 145.
- the blister 145 is disposed in the bottom recess 115.
- An opening of the blister 145 facing the lid member 105 is sealed with the sealing film 125.
- An outer edge region of the sealing film 125 protrudes beyond the blister 145.
- the protruding outer edge region of the closure film 125 is arranged in a groove running along an edge region of the bottom recess 115, which serves to fix the blister 145 in the bottom recess 115.
- the fluid may be, for example, based on Fig. 5a shown to be arranged directly in the bottom recess 115.
- Fig. 1 For example, an initial state of the blister 145 in the multilayer structure of a first polymer substrate 105, a polymer membrane 140 and a second polymer substrate 110 is shown.
- a microfluidic device 100 for emptying an upstream fluid 120 may be configured to provide or transport fluids 120 on a chip.
- a component 100 can be used, for example, in a lab-on-a-chip system (LOC) in which the entire functionality of a macroscopic laboratory is accommodated on a plastic substrate, for example a credit card-sized plastic.
- LOC lab-on-a-chip system
- a plastic substrate for example a credit card-sized plastic.
- a lab-on-a-chip system is designed, for example, as a polymer-based multilayer structure.
- Such structures include, for example, two polymer substrates 105, 110, which include cavities in the form of chambers 115 and channels 130, 135.
- a flexible polymer membrane 140 can be arranged, which can be deflected by means of different pneumatic pressure levels in an adjacent cavity 115. Outside the cavity 115, the membrane 140 is fixed to the adjacent polymer substrates, ie lid 105 and substrate 110, connected.
- the flexible membrane 140 may be formed to spread when applying compressed air in the entire chamber 115 and thus to displace liquids 120, for example. In this way, liquids can be transported via channels 135 from chamber to chamber on a lab-on-a-chip system and reservoirs or chambers are emptied.
- pneumatically controlled diaphragm valves can be opened or closed.
- reagents for lab-on-a-chip systems can be stored in a blister 145 or also integrated in an embroidery pack ("on-chip").
- a blister 145 is a tablet package in which liquid or solid reagents are stored.
- Stickpacks are tubular bag packaging in which liquid or solid reagents can be stored for a long time.
- the reagents are separately filled and sealed in their respective packages.
- the reagents can be integrated by a kind of pick-and-place system in a respective lab-on-a-chip cartridge in the manufacturing process.
- Tube bags for reagent pre-storage in lab-on-a-chip systems can be opened and emptied by pressure-driven pneumatic actuation of elastic membranes, for example.
- FIGS. 2a to 2d 12 show schematic representations of a device 100 in different deflection states according to an exemplary embodiment of the present invention.
- the membrane 140 is first pressed by the voltage applied to the pressure channel 130 pressure against one of the opening of the pressure channel 130 opposite region of the sealing film 125. If the pressure exerted on the closing foil 125 by the membrane 140 is high enough, the closing foil 125 breaks open and is opened by the increasing deflection of the membrane 140 in the direction of the fluid channel 135, as in FIGS FIGS. 2b to 2d shown.
- the stored in the blister 145 Fluid 120 pushed out of the blister 145 and conveyed from the bottom recess 115 in the fluid passage 135.
- an inner surface of the blister 145 is completely lined with the membrane 140. Thus, as complete as possible emptying of the blister 145 is achieved.
- device 100 by incorporating a blister 145 in lab-on-a-chip, polymer-based, microfluidic systems, such as credit card-sized lab-on-a-chip cartridges, device 100 enables long-term stable storage and reliable delivery of reagents.
- the sealing film 125 of the blister 145 is pressure-stressed by pneumatically deflecting an elastomeric polymer membrane 140 so that the sealing film 125 opens.
- the elastic polymer membrane 140 can now penetrate into the hollow body of the blister 145 and empty it efficiently.
- a targeted weakening of the structure of the blister 145 in the region of the mechanical load leads to a reproducible opening and can be produced, for example, by a preceding structuring of the sealing film 125 by removing an inner and, if present, outer polymer layer of the sealing film 125 realized as a composite film Without a barrier layer, such as aluminum, the sealing film 125 is severed. Thus, a strength of the sealing film 125 is significantly reduced in this area. Thus, a predetermined breaking point is generated without affecting the barrier properties of the sealing film 125.
- a flexible polymer membrane 140 may be used with blisters 145 having a fill volume of, for example, less than 10 ml, less than 5 ml, or less than 1 ml. In this case, by penetrating the polymer membrane 140, small reagent volumes can be displaced and the blister 145 can be emptied efficiently.
- the emptying of the reagent 120 is in this case not gravity-driven, so that a safe and reproducible emptying of the reagent 120 is ensured, regardless of a position and location of the entire lab-on-a-chip cartridge.
- a mechanical actuator such as a plunger for emptying the blister 145 may be dispensed with.
- Reagent pre-storage in blisters 145 is more space-saving than reagent pre-storage in stick-packs since more volumes per unit area can be stored in blisters 145, i. h., blisters 145 have a smaller footprint. This may be particularly advantageous in lab-on-a-chip cartridges with integrated reagent pre-storage ("on-chip") of several liquid reagents.
- an opening direction of the blister 145 can be influenced according to an exemplary embodiment of the present invention, for example by dissolving the polymer composite film 125 only in the region of the structuring.
- the polymer composite film 125 has a preferred direction, whereby an efficiency of the emptying of the blister 145 can be increased.
- the membrane 140 can be fixed in certain areas. This ensures that the diaphragm 140 does not compress the complete blister 145 and in particular does not close the region in front of the channel 135. This allows a safe and defined exit of the reagent 120.
- Fig. 3 shows a schematic representation of an apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
- Fig. 3 is a top view of the in the FIGS. 1 to 2d shown device 100 shown.
- the cover element 105, the bottom element 110, the bottom recess 115 and the closure film 125 are each embodied as rectangular.
- the blister 145 is exemplified with an elliptical cup in which the fluid 120 is filled.
- the cup is covered in a fluid-tight manner by the closure film 125, wherein the closure film 125 protrudes beyond a base surface of the cup.
- the fluid channel 135 extends, for example, along a longitudinal axis of the blister 145.
- the pressure channel 130 is offset laterally from a center of the blister 145 and in a region remote from the fluid channel 135 Floor recess 115 arranged. Thus, upon application of the pressure to the pressure channel 130, a deflection of the diaphragm 140 in the direction of the fluid channel 135 is made possible.
- the blister 145 is located in a recess 115 within the polymer substrate 110. If an overpressure is now applied via the pressure channel 130 in the polymer substrate 105, the polymer membrane 140 begins to deflect and press onto the sealing film 125 of the blister 145. If a critical pressure is reached, the sealing film 125 begins to tear. Finally, the polymer membrane 140 can penetrate into the entire volume of the blister 145 and displace the contents of the blister 145, such as a liquid, into the outlet channel 135. In the region of the outlet channel 135, the membrane 140 is fixed to the polymer substrate 110, for example by laser welding, so that the membrane 140 does not depress the outlet in this area and the reagent 120 can not escape.
- FIGS. 4a and 4b 12 show schematic representations of a device 100 with a predetermined breaking point 400 according to various embodiments of the present invention.
- the sealing foil 125 each executed with a predetermined breaking point 400.
- the closing foil 125 has an arrow-shaped incision in the form of two lines arranged at a right angle to each other, wherein an arrowhead of the incision points in the direction of the fluid channel 135.
- the lines may, for example, also be arranged at an acute or obtuse angle to one another.
- the predetermined breaking point 400 is realized in a region of the sealing film 125 opposite the pressure channel 130.
- Fig. 4b is the predetermined breaking point 400 realized by a material removal of the sealing film 125 in the region of the pressure channel 130.
- the predetermined breaking point 400 is designed as an example circular, wherein a center of the predetermined breaking point 400 corresponds to a center of a channel cross section of the pressure channel 130.
- the sealing film 125 for sealing the blister 145 is, for example, a polymer composite of a polymeric sealing layer 125 made of polypropylene (PP) or polyethylene (PE), a barrier layer, for example of metal or aluminum, and a polymeric protective layer, for example of polyethylene terephthalate (US Pat. PET).
- PP polypropylene
- PE polyethylene
- barrier layer for example of metal or aluminum
- polymeric protective layer for example of polyethylene terephthalate (US Pat. PET).
- US Pat. PET polyethylene terephthalate
- the sealing film 125 can be selected with respect to its thickness and the mechanical properties of the various composite films so that a mechanical pressure of the elastic membrane 140 is sufficient to seal the sealing film 125 at low pressure, for example from 0.5 bar to 5 bar, open. This is achieved by selecting the multilayer structure of the sealing foil 125 as thin as possible.
- a thickness of the barrier layer is between 10 .mu.m and 50 .mu.m and a thickness of the sealing layer between 5 .mu.m and 50 .mu.m.
- a protective layer of the sealing film 125 can optionally be dispensed with.
- the predetermined breaking point 400 is produced on the sealing film 125 of the blister 145 by laser structuring, in particular by lasers having a wavelength in the UV range.
- Laser structuring can weaken the sealing film 125 locally and in a defined manner by partially removing the protective layer, the sealing layer and / or the barrier layer of the sealing film 125.
- thicker sealing foils are suitable.
- the barrier layer, the sealing layer and the protective layer can each be designed with a thickness between 5 ⁇ m and 500 ⁇ m, since the weakening of the sealing film 125 in the area of the predetermined breaking point 400 by thickness reduction is sufficient for a subsequent opening by deflection of the membrane 140.
- the sealing or protective layer may be partially or completely removed in the region of the predetermined breaking point 400, as in FIG Fig. 4b shown. In particular, however, the barrier layer is not completely severed here, otherwise the barrier properties of the entire blister 145 would be reduced.
- a barrier layer of aluminum has a minimum thickness of 12 microns. This corresponds to a value that is customary for packaging films.
- the generation of the predetermined breaking point 400 by laser structuring has the advantage that ready-made standard blisters can be post-processed with the laser without heating up the reagent 120 located therein.
- thick sealing films 125 with particularly good barrier properties can thus be used, which would be difficult to open without such a predetermined breaking point 400.
- Fig. 4a shows by way of example a path along which the structure of the sealing foil 125 has been weakened by laser processing.
- the sealing film 125 Upon application of a mechanical pressure, the sealing film 125 begins to open by the deflection of the polymer membrane 140 at the predetermined breaking point 400, wherein the membrane 140 occupies the entire volume of the blister 145 after a short time and thus displaces the reagent in a defined direction.
- the predetermined breaking point or surface may be created by removing the polymer layers on one side or on both sides of the metal barrier layer. This can be done for example by means of a hot stamp which evaporates the polymer layer or the polymer layers in the region of a contact surface.
- the sealing film 125 may be processed with the stamp prior to making the blister 145. As a result, heating of the reagent 120 is avoided. Furthermore, thus a large area of film can be processed in parallel.
- FIG. 12 shows by way of example a region 400 within which one or more polymer layers of the sealing film 125 have been removed in order to weaken the structure.
- the sealing film 125 already opens in the region of the predetermined breaking point 400 when a low pressure is applied.
- the required starting material in the form of the polymer substrates 105, 110 and the required structures in the polymer substrates 105, 110 can be produced for example by milling, injection molding, hot stamping or laser structuring.
- the breakthroughs of the polymer membrane can be generated by punching or laser structuring.
- FIGS. 5a to 5d 12 show schematic representations of a device 100 in different deflection states according to an exemplary embodiment of the present invention.
- the deflection states correspond to those in the FIGS. 2a to 2d shown deflection states.
- the fluid 120 is not filled in a blister, but directly into the bottom recess 115.
- the bottom recess 115 is sealed fluid-tight by the sealing film 125.
- the sealing film 125 is fixed in the edge region of the bottom recess 115 on the bottom element 110 and arranged at a small distance from the membrane 140.
- the device 100 optionally further comprises a further bottom recess 500, which is fluidically connected to the bottom recess 115 via the fluid channel 135.
- the further bottom recess 500 like the bottom recess 115, is arranged opposite the cover element 105.
- the membrane 140 extends between the further bottom recess 500 and the cover element 105.
- the device 100 comprises a further fluid channel 505, which is embodied, for example, in the cover element 105 in order to fluidically connect the further floor recess 500 to an external environment of the device 100.
- the further fluid channel 505 is in the FIGS. 5a to 5d closed by the membrane 140.
- the fluid 120 is displaced from the bottom recess 115 via the fluid channel 135 into the further bottom recess 500.
- the membrane 140 is fixed in the region of the fluid channel 135 and in the region of the further bottom recess 500 on the cover element 105.
- FIG. 6a, 6b 12 show schematic representations of a device 100 with a predetermined breaking point 400 according to various embodiments of the present invention.
- FIGS. 5a to 5d shown device 100 shown In contrast to Fig. 4a is the in Fig. 6a shown breaking point 400 realized by a cross-shaped incision in the sealing film 125 and the in Fig. 6b shown predetermined breaking point 400 realized by a star-shaped incision in the sealing foil 125.
- the fluid channel 135 and the further fluid channel 505 extend into the Figures 6a and 6b by way of example along a common longitudinal axis.
- a pneumatically actuatable lab-on-a-chip system with a polymeric multilayer structure with integrated flexible membrane 140 realized.
- a device 100 integrated in the system is configured to effectively protect the long-term storage vapor-permeable flexible membrane 140 from reagent contact up to a deployment time.
- highly diffusion-resistant plastics with a suitable wall thickness are used whose properties can be improved by additional coatings. Depending on the service life requirements, less diffusion-proof plastics can be adequately finished with high quality coatings.
- the reagents are filled into polymer-based cavities 115 and sealed with a polymer composite film 125.
- a pneumatic deflection of an elastic polymer membrane 140 the sealing film 125 is stressed by pressure and finally opened, which is ensured by a predetermined breaking point 400 of the sealing film 125.
- the elastic polymer membrane 140 then penetrates into the cavity 115 and the reagent 120 is displaced via a channel 135 into a supply chamber 500.
- the reagent 120 can be stored directly in the system for a long-term stability and virtually loss-free and released as needed.
- Such a direct reagent pre-storage is significantly more space-saving than a pre-storage in stick packs or blisters and can be realized with lower production costs.
- Direct reagent pre-storage can reduce the risk of contamination of the entire lab-on-a-chip system by eliminating the need for separate containers of stick packs or blisters from outside the system.
- a mechanical actuator for emptying such as a stamp
- the reagents can be arranged arbitrarily on the lab-on-a-chip system, whereby additional contamination risks are reduced from the outside.
- a multilayer structure consists of an upper polymer substrate 105, a flexible membrane 140 and a lower polymer substrate 110.
- a liquid 120 is arranged upstream.
- the cavity 115 is sealed with a long-term stable sealing film 125 with integrated predetermined breaking point 400. This allows a long-term stable storage of the reagent 120th
- the sealing between long-term stable sealing film 125 and cavity 115 can be realized inter alia by gluing, ultrasonic sealing, thermal sealing or laser welding. If an overpressure is applied via the channel 130, the membrane 140 is deflected and pressed onto the sealing foil 125. If a critical pressure, for example between 1 bar and 5 bar, is reached, the sealing film 125 begins to crack, as in FIG Fig. 5c shown. Finally, the polymer membrane 140 penetrates into the entire volume of the cavity 115 and displaces the contents of the cavity 115 via the outlet passage 135 into the delivery chamber 500, as in FIG Fig. 5d shown.
- a reproducible opening of the sealing film 125 can be ensured without the barrier properties of the film 125 being significantly impaired. If the predetermined breaking point 400 is produced by laser structuring, the laser should not be moved repeatedly over the same center point, since otherwise the barrier layer in the center may under certain circumstances be completely removed.
- a polymer substrate 105, 110 is made of, for example, thermoplastics such as polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polymethyl methacrylate (PMMA), cyclo-olefin polymer (COC) or cyclo-olefin copolymer (COP).
- PC polycarbonate
- PP polypropylene
- PE polyethylene
- PMMA polymethyl methacrylate
- COC cyclo-olefin polymer
- COP cyclo-olefin copolymer
- the polymer membrane 140 is made, for example, of elastomer, thermoplastic elastomer, thermoplastics or hot-melt adhesive films.
- the sealing film 125 may be, for example, commercial polymer composite films of polymeric sealing and protective layers, such as polyethylene, polypropylene, polyamide (PA) or polyethylene terephthalate, and a barrier layer.
- the barrier layer is usually vapor-deposited aluminum.
- other high barrier layers such as silica (SiO 2 ), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), biaxially oriented polypropylene (BOPP), Parylene, Aquacer or Lipocer may also be used.
- a thickness of the polymer substrate is, for example, between 0.5 mm and 5 mm.
- a thickness of the polymer membrane 140 is, for example, between 5 ⁇ m and 300 ⁇ m.
- a thickness of the barrier layer is, for example, between 5 ⁇ m and 500 ⁇ m or between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m.
- a respective thickness of the polymer layer and the protective layer is for example between 5 ⁇ m and 500 ⁇ m.
- a volume of the blister 145 is for example between 100 ⁇ l and 1000 ⁇ l.
- any other geometric connections between the polymer membrane 140 and a polymer substrate are possible in order to favor a preferred direction of the membrane 140 and a deflection of the membrane 140.
- Fig. 7 shows a flowchart of a method for operating a device, as described with reference to the preceding figures, according to an embodiment of the present invention.
- a step 701 the pressure is provided at an end of the pressure channel facing away from the membrane.
- the membrane By passing the pressure through the pressure channel, the membrane is deformed.
- the pressure is maintained at least until the sealing film is opened by the deformation of the membrane. If the pressure subsequently continues to be maintained, the fluid is moved from the bottom recess into the fluid channel due to a further deformation of the membrane.
- Fig. 8 shows a flowchart of a method for producing a device, as described with reference to the preceding figures, according to an embodiment of the present invention.
- a bottom member is provided with a bottom recess for receiving a fluid. Furthermore, a cover element is provided with at least one pressure channel.
- a sealing film and a membrane are provided.
- a step 805 the lid member and the floor member are joined together.
- the bottom recess is arranged opposite the cover element, at least one fluid channel is formed between the cover element and the bottom element, the fluid is arranged in the bottom recess, the closure film is arranged at least in a partial region of the bottom recess between the cover element and the bottom element in order to supply the fluid in the bottom recess hold, and arranged the membrane at least in the region of the bottom recess between the lid member and the closure film.
- the diaphragm is designed to be deformed by the pressure when the pressure passes through the pressure channel such that the closure film is opened and the fluid is moved from the bottom recess into the fluid channel.
- Fig. 9 shows a schematic representation of an apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
- the device 100 is shown in a plan view.
- the device 100 is of fundamental construction according to the basis of Fig. 3 constructed device.
- the sealing film 125 has at least one predetermined breaking point.
- a predetermined breaking point 400 extends as a line through a section of the sealing film 125 opposite the pressure channel 130.
- a further predetermined breaking point 400 extends on a side facing the fluid channel 135 in an arcuate manner around the section of the sealing film 125 opposite the pressure channel 130.
- FIGS. 10 to 14 show schematic cross-sectional views of in Fig. 9 in various deflection states of the membrane 140 according to an embodiment of the present invention.
- the device 100 is embodied as a lab-on-a-chip system, for example in the form of a cartridge.
- a fluid for example, at least one reagent stored in the Bottom recess 115.
- the sealing film 125 is designed as a sigla film.
- the described approach makes it possible to save reagents 120 in a space-saving manner directly in the respective LoC system 100, e.g. in the form of a cartridge, to store long-term stable and provide on demand, without separate containers, such as stick packs or blisters for the reagents 120 are required.
- the reagent 120 stored directly in the bottom recess 115 and stored long-term stable with a sealing film 125.
- the sealing film 125 has a local predetermined breaking point 400, which can be produced by laser ablation, without impairing the barrier properties of the sealing film 125.
- can on a second bottom recess, as shown in the FIGS. 5a to 5d is shown to be omitted. This offers an enormous savings potential of the area consumption of the preliminary storage concept. A complete deflection of the flexible membrane 140 into the bottom recess 115 for displacing the reagent 120 into a second bottom recess is thus not necessary.
- an alignment of the chambers, in particular the bottom recess 115 and the fluid channel 135, plays a major role, since the reagent 120, after the sealing foil 125 has been broken open, should be gravity-driven in the area of an outlet valve 505 coupled to the fluid channel 135 in order to actively suck off the reagent 120 to allow.
- the outlet valve 505 may be arranged, for example, on an end of the fluid channel 135 facing away from the bottom recess 115.
- Fig. 9 the plan view of the concept is shown.
- the pneumatic compressed air inlet 130 is located directly above the predetermined breaking point 400 to allow the deflection of the flexible membrane 140 at this location.
- the predetermined breaking point 400 can also consist of any other geometric shapes.
- Fig. 9 shown as an advantageous embodiment of the predetermined breaking point 400 is a controlled folding of the sealing foil 125 favors and thus enables a reproducible fluidic connection in the opening operation to the outlet valve 505.
- Fig. 10 is the initial state, which corresponds to the storage state of the reagent 120, the handheldsharis shown. In this case, the membrane 140 is not formed.
- Fig. 11 an initial pneumatic actuation of the flexible membrane 140 through the pressure channel 135 in the form of a pneumatic feed line 135 is shown.
- the flexible membrane 140 is connected to the cover element 105 in the form of a pneumatic layer 105, which prevents a deflection of the membrane 140 in this area.
- Fig. 12 the membrane 140 is shown in a state in which the membrane 140 is formed so far that the sealing film 125 tears in the region of the predetermined breaking point 400 by the pneumatic and mechanical stress by the flexible membrane 140 and the membrane 140 starts, the sealing film 125 to the To displace edges of the bottom recess 115 and expose the opening of the fluid channel 135 to the outlet valve 505.
- Fig. 13 a state is shown in which via the pneumatic supply line 135 negative pressure is applied, whereby the deflection of the flexible membrane 140 is released again.
- the reagent 120 can now collect gravitationally in the region of the outlet valve 505.
- Fig. 14 an embodiment is shown in which the reagent release is not intended to be gravity driven.
- the outlet valve 505 can be opened and the reagent 120 can be actively sucked in for further microfluidic processing.
- polymer substrate 105, 110 for example thermoplastics (eg PC, PP, PE, PMMA, COP, COC), as polymer membrane 130 elastomer, thermoplastic elastomer, thermoplastics or heat-sealing films, as sealing film 125 commercially available polymer films, polymer composite films polymeric sealing and protective layers (eg PE, PP, PA, PET) with a barrier layer in the Normally vapor deposited aluminum, but also other high barrier layers such as SiO2, EVOH, BOPP, Parylene, Aquacer, Lipocer be used.
- thermoplastics eg PC, PP, PE, PMMA, COP, COC
- polymer membrane 130 elastomer elastomer
- thermoplastic elastomer thermoplastic elastomer
- thermoplastics or heat-sealing films as sealing film 125 commercially available polymer films
- polymer composite films polymeric sealing and protective layers eg PE, PP, PA, PET
- barrier layer in the Normally vapor
- a thickness of the polymer substrate 105, 110 may be 0.5 to 5 mm
- a volume preceded in cavities 115 may be 5 ⁇ l to 10 ml
- a thickness of the polymer membrane 140 may be 5 to 300 ⁇ m
- a multilayer structure of the sealing film 125 a barrier layer (usually Alu) having a thickness of 10 microns to 500 microns, a polymer layer having a thickness of 5 microns to 500 microns and a protective layer having a thickness of 5 microns to 500 microns.
- any other geometric connections between polymer membrane 140 and polymer substrate 105, 110 are possible in order to favor the preferred direction of the membrane 140 and its deflection.
- the required polymer substrates 105, 110 as starting material, and the required structures in the polymer substrates 105, 110 can be produced for example by milling, injection molding, hot stamping or laser structuring.
- the breakthroughs of the polymer membrane 125 can be generated by punching or laser structuring.
- an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment is both the first feature as well as the second feature and according to another embodiment, either only the first feature or only the second feature.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zum Vorlagern eines Fluids (120) in einem mikrofluidischen System. Die Vorrichtung (100) umfasst ein Deckelelement (105) und ein Bodenelement (110) mit einer Bodenausnehmung (115). Die Bodenausnehmung (115) ist dem Deckelelement (105) gegenüberliegend angeordnet und ausgebildet, um das Fluid (120) aufzunehmen. Des Weiteren ist die Vorrichtung (100) mit einer Verschlussfolie (125) vorgesehen, die zumindest im Bereich der Bodenausnehmung (115) zwischen dem Deckelelement (105) und dem Bodenelement (110) angeordnet ist, um das Fluid (120) in der Bodenausnehmung (115) zu halten. Zudem umfasst die Vorrichtung (100) zumindest einen Druckkanal (130), der in dem Deckelelement (105) ausgebildet ist, um einen Druck in einen Bereich der Bodenausnehmung (115) zu leiten, sowie zumindest einen Fluidkanal (135), der zwischen dem Deckelelement (105) und dem Bodenelement (110) ausgebildet ist, um die Bodenausnehmung (115) mit einer Außenumgebung der Bodenausnehmung (115) fluidisch zu verbinden. Schließlich umfasst die Vorrichtung (100) eine Membran (140), die zumindest im Bereich der Bodenausnehmung (115) zwischen dem Deckelelement (105) und der Verschlussfolie (125) angeordnet ist und ausgebildet ist, um bei Leiten des Drucks in den Bereich der Bodenausnehmung (115) durch den Druck derart gegen die Verschlussfolie (125) gedrückt zu werden, dass die Verschlussfolie (125) geöffnet wird.The invention relates to a device (100) for pre-storing a fluid (120) in a microfluidic system. The device (100) comprises a cover element (105) and a bottom element (110) with a bottom recess (115). The bottom recess (115) is disposed opposite the lid member (105) and adapted to receive the fluid (120). Furthermore, the device (100) is provided with a closure film (125) which is arranged between the cover element (105) and the bottom element (110) at least in the area of the bottom recess (115) in order to keep the fluid (120) in the bottom recess (11). 115). In addition, the device (100) comprises at least one pressure channel (130) which is formed in the cover element (105) to direct a pressure in a region of the bottom recess (115) and at least one fluid channel (135) which is between the cover element (105) and the bottom member (110) is adapted to fluidly connect the bottom recess (115) with an outside environment of the bottom recess (115). Finally, the device (100) comprises a membrane (140) which is arranged at least in the region of the bottom recess (115) between the cover element (105) and the closure film (125) and is designed to guide the pressure into the region of the bottom recess (115) being pressed against the sealing film (125) by the pressure such that the sealing film (125) is opened.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vorlagern eines Fluids in einem mikrofluidischen System, auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to a device for pre-storing a fluid in a microfluidic system, to a method of operating such a device, and to a method for producing such a device.
Die
Mikrofluidische Systeme können beispielsweise als Mehrschichtaufbau mit einer Kavität ausgeführt sein. Hierbei kann eine auszulenkende Membran lokal dauerhaft an einem Deckel der Kavität befestigt sein, um noch während eines Fügeprozesses ein zu verdrängendes Volumen festzulegen.Microfluidic systems can be designed, for example, as a multilayer structure with a cavity. In this case, a membrane to be deflected can be permanently fastened locally to a lid of the cavity in order to define a volume to be displaced during a joining process.
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Vorrichtung zum Vorlagern eines Fluids in einem mikrofluidischen System, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, with the approach presented here, a device for pre-storing a fluid in a microfluidic system, a method for operating such a device and a method for producing such a device according to the main claims are presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Der vorliegende Ansatz schafft eine Vorrichtung zum Vorlagern eines Fluids in einem mikrofluidischen System, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
- ein Deckelelement;
- ein Bodenelement mit einer Bodenausnehmung, wobei die Bodenausnehmung dem Deckelelement gegenüberliegend angeordnet ist und ausgebildet ist, um das Fluid aufzunehmen;
- eine Verschlussfolie, die zumindest in einem Teilbereich der Bodenausnehmung zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement angeordnet ist, um das Fluid in der Bodenausnehmung zu halten;
- zumindest einen Druckkanal, der in dem Deckelelement ausgebildet ist, um einen Druck in einen Bereich der Bodenausnehmung zu leiten;
- zumindest einen Fluidkanal, der zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement ausgebildet ist; und
- eine Membran, die zumindest im Bereich der Bodenausnehmung zwischen dem Deckelelement und der Verschlussfolie angeordnet ist und ausgebildet ist, um bei Leiten des Drucks durch den Druckkanal durch den Druck derart verformt zu werden, dass die Verschlussfolie geöffnet wird.
- a lid member;
- a bottom member having a bottom recess, the bottom recess being opposed to the lid member and configured to receive the fluid;
- a sealing film, which is arranged at least in a partial region of the bottom recess between the cover element and the bottom element in order to hold the fluid in the bottom recess;
- at least one pressure channel formed in the lid member to direct pressure into a portion of the bottom recess;
- at least one fluid channel formed between the lid member and the bottom member; and
- a membrane which is arranged at least in the region of the bottom recess between the cover element and the closure film and is designed to be deformed by the pressure during the passage of the pressure through the pressure channel such that the closure film is opened.
Unter einem mikrofluidischen System kann ein System zur Analyse geringster Mengen von Probenflüssigkeiten verstanden werden. Beispielsweise kann es sich bei einem solchen System um einen kartuschenartigen Schichtverbund mit einem Deckelelement und einem Bodenelement handeln. Unter einem Deckelelement und einem Bodenelement kann je eine Schicht verstanden werden, die beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Polymer, gefertigt ist. Unter einer Bodenausnehmung kann eine Vertiefung in dem Bodenelement verstanden werden. Unter einem Fluid kann ein flüssiges Reagenz zum Bewirken einer chemischen Reaktion in dem mikrofluidischen System verstanden werden. Unter einer Verschlussfolie oder einer Membran kann je ein flächiges flexibles Element wie beispielsweise eine Kunststofflage oder auch ein Lagenverbund verstanden werden. Die Verschlussfolie oder die Membran kann beispielsweise fluidundurchlässig sein. Der Druck kann durch den Druckkanal in einen Bereich zwischen dem Deckelelement und der Membran eingeleitet werden. Die Membran kann durch den Druck gegen die Verschlussfolie und weiter in die Bodenausnehmung hinein gedrückt werden.A microfluidic system can be understood to mean a system for analyzing the smallest amounts of sample liquids. For example, such a system can be a cartridge-like layer composite with a cover element and a base element. Under a cover element and a bottom element can each be understood a layer which is made for example of a plastic, in particular of a polymer. Under a bottom recess can be understood as a depression in the bottom element. Under a fluid may be a liquid reagent for effecting a chemical reaction in the microfluidic System understood. Under a sealing film or a membrane can be understood depending on a sheet-like flexible element such as a plastic layer or a composite layer. The sealing film or the membrane may be, for example, fluid-impermeable. The pressure can be introduced through the pressure channel into a region between the cover element and the membrane. The membrane can be pressed by the pressure against the sealing foil and further into the bottom recess.
Der vorliegende Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Reagenz in Form eines Fluids langzeitstabil und platzsparend in einem Lab-on-a-Chip-System gelagert werden kann, indem das Fluid in eine Vertiefung eines Substrats gegeben wird und durch eine Siegelfolie abgedeckt wird. Um das Fluid bei Bedarf bereitzustellen, kann die Siegelfolie durch pneumatische Auslenkung einer elastischen Membran durchtrennt werden. Dadurch ist eine effiziente Entleerung der Vertiefung auch bei geringen Fluidvolumen sichergestellt, ohne dass separate Behältnisse für das Fluid erforderlich wären.The present approach is based on the recognition that a reagent in the form of a fluid can be stored long-term stable and space-saving in a lab-on-a-chip system by the fluid is placed in a recess of a substrate and covered by a sealing film. To provide the fluid when needed, the sealing film can be severed by pneumatic deflection of an elastic membrane. As a result, an efficient emptying of the recess is ensured even at low volumes of fluid, without separate containers for the fluid would be required.
Durch die Verwendung der elastischen Membran als Mittel zum Öffnen der Siegelfolie kann verhindert werden, dass Reagenzien in der Vertiefung hängen bleiben, beispielsweise aufgrund von Kapillarkräften, die zwischen den Reagenzien und einer Polymeroberfläche wirken. Somit können Verluste bei der Entleerung oder gar ein Ausbleiben der Entleerung vermieden werden.The use of the elastic membrane as a means for opening the sealing film can prevent reagents from getting stuck in the recess, for example due to capillary forces acting between the reagents and a polymer surface. Thus, losses during emptying or even a lack of emptying can be avoided.
Die Vorrichtung kann mit einem Blister vorgesehen sein, der mit dem Fluid befüllt ist. Hierbei kann der Blister in der Bodenausnehmung angeordnet sein. Ferner kann hierbei die Verschlussfolie den Blister fluiddicht verschließen. Unter einem Blister kann eine Tablettenverpackung mit einer napfartigen Vertiefung verstanden werden, die mit der Verschlussfolie versiegelt ist. Ein solcher Blister ist einfach und kostengünstig bereitzustellen. Da das Fluid in dem Blister eingeschlossen ist, kann ferner eine Kontaminierung des Fluids durch Fremdstoffe verhindert werden.The device may be provided with a blister which is filled with the fluid. In this case, the blister can be arranged in the bottom recess. Furthermore, in this case, the sealing foil seal the blister fluid-tight. Under a blister can be understood a tablet package with a cup-like depression, which is sealed with the sealing film. Such a blister is easy and inexpensive to provide. Further, since the fluid is trapped in the blister, contamination of the fluid by foreign matters can be prevented.
Die Membran kann ausgebildet sein, um bei Leiten des Drucks durch den Druckkanal nach dem Öffnen der Verschlussfolie durch den Druck weiter derart verformt zu werden, dass das Fluid von der Bodenausnehmung in den Fluidkanal bewegt wird. Auf diese Weise kann die Bodenausnehmung durch die Verformung der Membran sicher entleert werden.The membrane may be configured to be further deformed by the pressure upon directing the pressure through the pressure channel after the opening of the closure film such that the fluid from the bottom recess into the fluid channel is moved. In this way, the bottom recess can be safely emptied by the deformation of the membrane.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann das Fluid in die Bodenausnehmung eingefüllt sein. Hierbei kann die Verschlussfolie die Bodenausnehmung fluiddicht verschließen. Indem erforderliche Reagenzien direkt in eine Lab-on-a-Chip-Kartusche abgefüllt und langzeitstabil versiegelt werden, lässt sich eine besonders einfache und kostensparende Reagenzienvorlagerung realisieren.According to another embodiment of the present approach, the fluid may be filled in the bottom recess. In this case, the sealing foil can seal the bottom recess in a fluid-tight manner. By filling required reagents directly into a lab-on-a-chip cartridge and sealing them for a long time, a particularly simple and cost-saving reagent pre-storage can be realized.
Hierbei kann die Verschlussfolie an dem Bodenelement fixiert sein, um die Bodenausnehmung fluiddicht zu verschließen. Die Verschlussfolie kann beispielsweise derart an dem Bodenelement angebracht sein, dass die Membran und die Verschlussfolie durch einen geringen Zwischenraum voneinander getrennt sind und somit ein direkter Kontakt zwischen der Membran und der Verschlussfolie verhindert wird.In this case, the closure film may be fixed to the bottom element in order to close the bottom recess in a fluid-tight manner. For example, the sealing foil may be attached to the bottom member such that the membrane and the sealing foil are separated by a small gap, thus preventing direct contact between the membrane and the sealing foil.
Des Weiteren kann die Verschlussfolie zumindest eine Sollbruchstelle aufweisen. Unter einer Sollbruchstelle kann eine Materialschwächung eines Teilbereichs der Verschlussfolie verstanden werden. Beispielsweise kann die Sollbruchstelle durch eine reduzierte Dicke der Verschlussfolie oder durch ein bestimmtes Prägemuster realisiert sein. Somit kann bereits ein relativ niedriger Druck ausreichen, um die Verschlussfolie durch die Auslenkung der Membran zu öffnen. Ferner bietet die Sollbruchstelle den Vorteil einer kontrollierten und reproduzierbaren Öffnung der Verschlussfolie.Furthermore, the sealing film may have at least one predetermined breaking point. A predetermined breaking point can be understood as meaning a material weakening of a partial region of the sealing film. For example, the predetermined breaking point can be realized by a reduced thickness of the sealing film or by a specific embossing pattern. Thus, even a relatively low pressure may be sufficient to open the sealing film by the deflection of the membrane. Furthermore, the predetermined breaking point offers the advantage of a controlled and reproducible opening of the sealing film.
Die Sollbruchstelle kann gemäß einer weiteren Ausführungsform mittels Laserstrukturierung realisiert sein. Unter Laserstrukturierung kann ein Verfahren verstanden werden, bei der die Sollbruchstelle mittels elektromagnetischer Wellen in der Verschlussfolie erzeugt wird. Dadurch lässt sich die Sollbruchstelle besonders schnell und effizient realisieren. Beispielsweise kann die Verschlussfolie eines vorgefertigten Blisters auf diese Weise nachträglich sehr einfach mit der Sollbruchstelle versehen werden.The predetermined breaking point can be realized according to a further embodiment by means of laser structuring. Laser structuring can be understood as a method in which the predetermined breaking point is generated by means of electromagnetic waves in the sealing film. As a result, the predetermined breaking point can be realized particularly quickly and efficiently. For example, the closure film of a prefabricated blister can be provided in this way subsequently very easily with the predetermined breaking point.
Ferner kann die Verschlussfolie mit zumindest einer Polymerschicht und/oder zumindest einer Metallschicht realisiert sein. Beispielsweise können die Polymerschicht und die Metallschicht in einem Schichtverbund miteinander kombiniert sein. Durch eine solche Kombination verschiedenartiger Schichten kann die Verschlussfolie besonders robust ausgeführt werden.Furthermore, the closure film can be realized with at least one polymer layer and / or at least one metal layer. By way of example, the polymer layer and the metal layer can be combined with one another in a layer composite. By such a combination of different types of layers, the sealing film can be made particularly robust.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Membran zumindest im Bereich des Fluidkanals an dem Deckelelement fixiert ist. Dadurch lässt sich verhindern, dass der Fluidkanal durch eine Auslenkung der Membran im Bereich des Fluidkanals verengt oder verschlossen wird.According to a further embodiment, it is provided that the membrane is fixed to the cover element at least in the region of the fluid channel. This makes it possible to prevent the fluid channel from being narrowed or closed by a deflection of the membrane in the region of the fluid channel.
Die Vorrichtung kann zudem mit zumindest einer weiteren Bodenausnehmung vorgesehen sein. Hierbei kann die weitere Bodenausnehmung dem Deckelelement gegenüberliegend angeordnet sein. Der Fluidkanal kann hierbei ausgebildet sein, um die Bodenausnehmung und die weitere Bodenausnehmung fluidisch miteinander zu verbinden. Die weitere Bodenausnehmung kann beispielsweise dazu dienen, das beim Öffnen der Verschlussfolie freigesetzte Fluid aufzufangen.The device can also be provided with at least one further bottom recess. In this case, the further bottom recess can be arranged opposite the cover element. The fluid channel may in this case be designed to fluidly connect the bottom recess and the further bottom recess. The further bottom recess can serve, for example, to catch the fluid released when the closure film is opened.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Membran in einem sich auf einer dem Fluidkanal abgewandten Seite der Bodenausnehmung befindlichen Teilbereich der Bodenausnehmung an dem Deckelelement befestigt sein. In diesem Fall kann ein Auslass des Druckkanals in einem sich auf einer dem Fluidkanal zugewandten Seite der Bodenausnehmung befindlichen Teilbereich der Bodenausnehmung angeordnet sein, in dem die Membran nicht an dem Deckelelement befestigt ist. Auf diese Weise kann Verformungsbereich der Membran begrenzt werden.According to one embodiment, the membrane may be fastened to the cover element in a subregion of the bottom recess located on a side of the bottom recess facing away from the fluid channel. In this case, an outlet of the pressure channel can be arranged in a subregion of the bottom recess located on a side of the bottom recess facing the fluid channel, in which the membrane is not fastened to the cover element. In this way, deformation range of the membrane can be limited.
Die Membran kann ausgebildet sein, um bei Rücknahme des Drucks an dem Druckkanal nach dem Öffnen der Verschlussfolie zurückverformt zu werden. Zusätzlich zur Rücknahme des Drucks kann ein Unterdruck an den Druckkanal angelegt werden. Durch die Zurückverformung der Membran kann die Membran im Bereich der Bodenausnehmung durchgängig an dem Deckelement anliegen. Insbesondere kann durch die Zurückverformung sichergestellt werden, dass der Fluidkanal von der Membran freigegeben wird.The membrane may be configured to be deformed back upon the withdrawal of the pressure at the pressure channel after the opening of the sealing film. In addition to the withdrawal of the pressure, a negative pressure can be applied to the pressure channel. As a result of the deformation of the membrane, the membrane can rest continuously on the cover element in the region of the bottom recess. In particular, can be ensured by the back deformation that the fluid channel is released from the membrane.
Der Fluidkanal kann eine Stufe zwischen einem in dem Bodenelement ausgeformten ersten Abschnitt des Fluidkanals und einem in dem Deckelelement ausgeformten zweiten Abschnitt des Fluidkanals aufweisen. Dabei kann der erste Abschnitt in die Bodenausnehmung münden. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können parallel zu einander verlaufen und im Bereich der Stufe überlappen. Dies kann ein Ausströmen des Fluids durch den Fluidkanal erleichtern.The fluid channel may have a step between a first section of the fluid channel formed in the base element and a second section of the fluid channel formed in the cover element. In this case, the first section can open into the bottom recess. The first section and the second section may be parallel to each other and overlap in the area of the step. This can facilitate outflow of the fluid through the fluid channel.
Dabei kann sich die Membran über die Stufe hinweg erstrecken. Im Bereich des ersten Abschnitts des Fluidkanals kann die Membran an dem Deckelelement befestigt sein. Im Bereich des zweiten Abschnitts des Fluidkanals kann die Membran beweglich zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement angeordnet sein. Durch eine Bewegung der Membran in dem zweiten Abschnitt hin zu dem Deckelement kann der Fluidkanal im Bereich der Stufe freigegeben werden.The membrane may extend beyond the step. In the region of the first section of the fluid channel, the membrane may be fastened to the cover element. In the region of the second section of the fluid channel, the membrane can be movably arranged between the cover element and the bottom element. By moving the membrane in the second section towards the cover element, the fluid channel can be released in the region of the step.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Fluidkanal im Betrieb der Vorrichtung unten liegend angeordnet sein, um das Fluid schwerkraftgetrieben von der Bodenausnehmung in den Fluidkanal zu bewegen. Dies vereinfacht die Konstruktion der Vorrichtung.According to one embodiment, during operation of the device, the fluid channel can be arranged below to move the fluid in a gravity-driven manner from the bottom recess into the fluid channel. This simplifies the construction of the device.
Ein Verfahren zum Betreiben einer genannten Vorrichtung umfasst einen Schritt des Leitens des Drucks durch den Druckkanal, um die Membran derart zu verformen, dass die Verschlussfolie geöffnet wird. Vorzugsweise wird weiters die Membran durch das Leitens des Drucks durch den Druckkanal derart verformt, dass das Fluid von der Bodenausnehmung in den Fluidkanal bewegt wird.A method of operating said apparatus comprises a step of directing the pressure through the pressure channel to deform the membrane such that the closure sheet is opened. Preferably, the membrane is further deformed by directing the pressure through the pressure channel such that the fluid is moved from the bottom recess into the fluid channel.
Auf diese Weise kann das in der Vorrichtung vorgelagerte Fluid durch eine einfache Bereitstellung eines Drucks aus der Bodenausnehmung in den Fluidkanal verlagert werden.In this way, the upstream fluid in the device can be displaced by a simple provision of pressure from the bottom recess in the fluid channel.
Der vorliegende Ansatz schafft ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung gemäß einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Bodenelements mit einer Bodenausnehmung zum Aufnehmen eines Fluids und eines Deckelelements mit zumindest einem Druckkanal, um einen Druck in einen Bereich der Bodenausnehmung zu leiten;The present approach provides a method of manufacturing a device according to any of the above-described embodiments, the method comprising the steps of: Providing a bottom member having a bottom recess for receiving a fluid and a lid member having at least one pressure channel to direct pressure into a portion of the bottom recess;
Zusammenfügen des Deckelelements und des Bodenelements, wobei die Bodenausnehmung dem Deckelelement gegenüberliegend angeordnet wird, zumindest ein Fluidkanal zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement ausgebildet wird, das Fluid in der Bodenausnehmung angeordnet wird, die Verschlussfolie zumindest in einem Teilbereich der Bodenausnehmung zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement angeordnet wird, um das Fluid in der Bodenausnehmung zu halten, und die Membran zumindest im Bereich der Bodenausnehmung zwischen dem Deckelelement und der Verschlussfolie angeordnet wird, wobei die Membran ausgebildet ist, um bei Leiten des Drucks durch den Druckkanal durch den Druck derart verformt zu werden, dass die Verschlussfolie geöffnet wird.Assembling the cover element and the bottom element, wherein the bottom recess is arranged opposite the cover element, at least one fluid channel is formed between the cover element and the bottom element, the fluid is arranged in the bottom recess, the closure film at least in a partial region of the bottom recess between the cover element and the bottom element is arranged to hold the fluid in the bottom recess, and the membrane is disposed at least in the region of the bottom recess between the lid member and the sealing foil, wherein the membrane is adapted to be deformed upon pressure of the pressure channel through the pressure so in that the closure film is opened.
Vorzugsweise kann die Membran ausgebildet sein, um bei Leiten des Drucks durch den Druckkanal nach dem Öffnen der Verschlussfolie durch den Druck derart verformt zu werden, dass das Fluid von der Bodenausnehmung in den Fluidkanal bewegt wird.Preferably, the membrane may be configured to be deformed by the pressure upon directing the pressure through the pressure channel after the opening of the closure film such that the fluid is moved from the bottom recess into the fluid channel.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
Fig. 2a ,2b, 2c, 2d schematische Darstellungen einer Vorrichtung in verschiedenen Auslenkungszuständen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
Fig. 4a, 4b schematische Darstellungen einer Vorrichtung mit einer Sollbruchstelle gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; -
Fig. 5a, 5b, 5c, 5d schematische Darstellungen einer Vorrichtung in verschiedenen Auslenkungszuständen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
Fig. 6a, 6b schematische Darstellungen einer Vorrichtung mit einer Sollbruchstelle gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und -
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und -
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und -
Figuren 10 bis 14 schematische Darstellungen einer Vorrichtung in verschiedenen Auslenkungszuständen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Fig. 1 a schematic representation of a device according to an embodiment of the present invention; -
Fig. 2a .2b, 2c, 2d schematic representations of a device in different deflection states according to an embodiment of the present invention; -
Fig. 3 a schematic representation of a device according to an embodiment of the present invention; -
Fig. 4a, 4b schematic representations of a device with a predetermined breaking point according to various embodiments of the present invention; -
Fig. 5a, 5b, 5c, 5d schematic representations of a device in different deflection states according to an embodiment of the present invention; -
Fig. 6a, 6b schematic representations of a device with a predetermined breaking point according to various embodiments of the present invention; and -
Fig. 7 a flowchart of a method for operating a device according to an embodiment of the present invention; and -
Fig. 8 a flowchart of a method for manufacturing a device according to an embodiment of the present invention. -
Fig. 9 a schematic representation of a device according to an embodiment of the present invention; and -
FIGS. 10 to 14 schematic representations of a device in different deflection states according to an embodiment of the present invention.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.
In dem Deckelelement 105 ist ferner ein Druckkanal 130 ausgebildet. Beispielhaft ist der Druckkanal 130 als Durchgangsöffnung realisiert. Ein Ende des Druckkanals 130 ist der Bodenausnehmung 115 gegenüberliegend angeordnet.In the
Zwischen dem Deckelelement 105 und dem Bodenelement 110 ist ein Fluidkanal 135 ausgebildet, der von der Bodenausnehmung 115 zu einer Außenumgebung der Bodenausnehmung 115 führt. Der Fluidkanal 135 kann beispielsweise durch eine Nut in dem Deckelement 105 oder dem Bodenelement 110 ausgeformt sein. Eine fluidische Verbindung zwischen der Bodenausnehmung 115 und dem Fluidkanal 135 kann durch die Verschlussfolie verschlossen sein.Between the
Im Bereich der Bodenausnehmung 115 ist eine Membran 140 zwischen der Verschlussfolie 125 und dem Deckelelement 105 angeordnet. Beispielhaft erstreckt sich die Membran 140 ferner über eine gesamte Breite der Vorrichtung 100.In the area of the
Mittels des Druckkanals 130 kann ein Druck an einer von der Bodenausnehmung 115 abgewandten Seite der Membran 140 angelegt werden. Beispielsweise ist der Druckkanal 130 hierzu mit einer in
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Fluid 120 in einen Blister 145 eingebracht. Der Blister 145 ist in der Bodenausnehmung 115 angeordnet. Eine dem Deckelelement 105 zugewandte Öffnung des Blisters 145 ist mit der Verschlussfolie 125 versiegelt. Ein äußerer Randbereich der Verschlussfolie 125 ragt über den Blister 145 hinaus. Hierbei ist der überstehende äußere Randbereich der Verschlussfolie 125 in einer entlang eines Randbereichs der Bodenausnehmung 115 verlaufenden Nut angeordnet, die dazu dient, den Blister 145 in der Bodenausnehmung 115 zu fixieren. Alternativ kann das Fluid, wie beispielsweise anhand von
In
Ein mikrofluidisches Bauteil 100 zur Entleerung einer vorgelagerten Flüssigkeit 120 kann ausgebildet sein, um Flüssigkeiten 120 auf einem Chip bereitzustellen oder zu transportieren. Ein solches Bauteil 100 kann beispielsweise in einem Lab-on-a-Chip-System (LOC) Anwendung finden, in denen die gesamte Funktionalität eines makroskopischen Labors auf einem beispielsweise kreditkartengroßen Kunststoffsubstrat untergebracht ist. Somit können komplexe biologische, diagnostische, chemische oder physikalische Prozesse miniaturisiert ablaufen.A
Ein Lab-on-a-Chip-System ist beispielsweise als polymerbasierter Mehrschichtaufbau ausgeführt. Solche Aufbauten umfassen beispielsweise zwei Polymersubstrate 105, 110, die Kavitäten in Form von Kammern 115 und Kanälen 130, 135 beinhalten. Zwischen den Polymersubstraten 105, 110 kann eine flexible Polymermembran 140 angeordnet sein, die mithilfe unterschiedlicher pneumatischer Druckniveaus in eine angrenzende Kavität 115 ausgelenkt werden kann. Außerhalb der Kavität 115 ist die Membran 140 fest mit den angrenzenden Polymersubstraten, d. h. Deckel 105 und Substrat 110, verbunden. Beispielsweise kann die flexible Membran 140 ausgebildet sein, um sich bei Anlegen von Druckluft in der ganzen Kammer 115 auszubreiten und damit beispielsweise Flüssigkeiten 120 zu verdrängen. Auf diese Weise können auf einem Lab-on-a-Chip-System Flüssigkeiten über Kanäle 135 von Kammer zu Kammer transportiert werden und Reservoire oder Kammern entleert werden. Nach dem gleichen Prinzip können pneumatisch gesteuerte Membranventile geöffnet oder geschlossen werden.A lab-on-a-chip system is designed, for example, as a polymer-based multilayer structure. Such structures include, for example, two
Ferner können Reagenzien für Lab-on-a-Chip-Systeme in einem Blister 145 oder auch in einem Stickpack integriert ("on-chip") gelagert sein. Bei einem Blister 145 handelt es sich um eine Tablettenverpackung, in der flüssige oder feste Reagenzien gelagert werden. Durch den Einsatz spezieller Polymerverbundfolien mit integrierten Barriereschichten, etwa Aluminiumschichten, kann eine langzeitstabile Lagerung flüssiger Reagenzien sichergestellt werden.Furthermore, reagents for lab-on-a-chip systems can be stored in a
Stickpacks sind Schlauchbeutelverpackungen, in denen ebenfalls flüssige oder feste Reagenzien langzeitstabil gelagert werden können. Bei beiden Reagenzienvorlagerungskonzepte werden die Reagenzien separat in ihren jeweiligen Verpackungen abgefüllt und versiegelt. Hierbei können die Reagenzien durch eine Art Pick-and-Place-System in eine jeweilige Lab-on-a-Chip-Kartusche im Herstellungsprozess integriert werden.Stickpacks are tubular bag packaging in which liquid or solid reagents can be stored for a long time. In both reagent pre-storage concepts, the reagents are separately filled and sealed in their respective packages. Here, the reagents can be integrated by a kind of pick-and-place system in a respective lab-on-a-chip cartridge in the manufacturing process.
Schlauchbeutel zur Reagenzienvorlagerung in Lab-on-a-Chip-Systemen können beispielsweise durch eine pneumatische Auslenkung elastischer Membranen druckgetrieben geöffnet und entleert werden.Tube bags for reagent pre-storage in lab-on-a-chip systems can be opened and emptied by pressure-driven pneumatic actuation of elastic membranes, for example.
Die
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ermöglicht die Vorrichtung 100 durch die Integration eines Blisters 145 in polymerbasierten, mikrofluidischen Lab-on-a-Chip-Systemen, beispielsweisekreditkartengroßen Lab-on-a-Chip-Kartuschen, eine langzeitstabile Lagerung und zuverlässige Bereitstellung von Reagenzien. Um reagenzbefüllte Blister 145 effizient zu entleeren, wird die Siegelfolie 125 des Blisters 145 durch ein pneumatisches Auslenken einer elastischen Polymermembran 140 durch Druck beansprucht, sodass sich die Siegelfolie 125 öffnet. Die elastische Polymermembran 140 kann nun in den Hohlkörper des Blisters 145 eindringen und diesen effizient entleeren.In one embodiment, by incorporating a
Eine gezielte Schwächung der Struktur des Blisters 145 im Bereich der mechanischen Belastung führt zu einem reproduzierbaren Öffnen und kann beispielsweise durch eine vorangehende Strukturierung der Siegelfolie 125 erzeugt werden, indem eine innere und, sofern vorhanden, äußere Polymerschicht der als Verbundfolie realisierten Siegelfolie 125 definiert abgetragen wird, ohne dass eine Barriereschicht, etwa aus Aluminium, der Siegelfolie 125 durchtrennt wird. Damit wird eine Festigkeit der Siegelfolie 125 in diesem Bereich deutlich verringert. Somit wird eine Sollbruchstelle erzeugt, ohne die Barriereeigenschaften der Siegelfolie 125 zu beeinträchtigen.A targeted weakening of the structure of the
Eine flexible Polymermembran 140 kann mit Blistern 145 mit einem Füllvolumen von beispielsweise weniger als 10 ml, weniger als 5 ml oder weniger als 1 ml verwendet werden. Hierbei können durch Eindringen der Polymermembran 140 auch kleine Reagenzvolumen verdrängt werden und der Blister 145 effizient entleert werden.A
Die Entleerung des Reagenzes 120 ist hierbei nicht schwerkraftgetrieben, sodass eine sichere und reproduzierbare Entleerung des Reagenzes 120 gewährleistet ist, unabhängig von einer Position und Lage der gesamten Lab-on-a-Chip-Kartusche.The emptying of the
Somit kann auf einen mechanischen Aktuator wie etwa einen Stempel zum Entleeren des Blisters 145 verzichtet werden.Thus, a mechanical actuator such as a plunger for emptying the
Eine Reagenzienvorlagerung in Blistern 145 ist platzsparender als eine Reagenzienvorlagerung in Stickpacks, da in den Blistern 145 mehr Volumen pro Fläche gelagert werden kann, d. h., Blister 145 weisen einen kleineren Footprint auf. Dies kann insbesondere bei Lab-on-a-Chip-Kartuschen mit integrierter Reagenzienvorlagerung ("on-chip") mehrerer Flüssigreagenzien von Vorteil sein.Reagent pre-storage in
Durch eine einseitige Strukturierung einer polymeren Siegelschicht einer Polymerverbundfolie 125 kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Öffnungsrichtung des Blisters 145 beeinflusst werden, beispielsweise indem sich die Polymerverbundfolie 125 nur im Bereich der Strukturierung löst. Somit weist die Polymerverbundfolie 125 eine Vorzugsrichtung auf, wodurch eine Effizienz der Entleerung des Blisters 145 gesteigert werden kann.By a one-sided structuring of a polymeric sealing layer of a
Zusätzlich kann die Membran 140 in bestimmten Bereichen fixiert werden. Somit wird sichergestellt, dass die Membran 140 nicht den kompletten Blister 145 zudrückt und insbesondere nicht den Bereich vor dem Kanal 135 verschließt. Dadurch wird ein sicheres und definiertes Austreten des Reagenzes 120 ermöglicht.In addition, the
Beispielhaft ist in
Die
In
Durch Einbringung der Sollbruchstelle 400 in der Siegelfolie 125 kann ein notwendiger Druck zum Öffnen des Blisters 145 stark reduziert werden. Außerdem wird das Ausdrücken reproduzierbarer, da ein Eintrittspunkt für die Polymermembran 140 definiert werden kann.By introducing the
Bei der Siegelfolie 125 zum Abdichten des Blisters 145 handelt es sich beispielsweise um einen Polymerverbund aus einer polymeren Siegelschicht 125 aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), einer Barriereschicht, etwa aus Metall oder Aluminium, und einer polymeren Schutzschicht, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET). Für das Erzeugen einer definierten Sollbruchstelle 400 kann die Siegelfolie 125 bezüglich ihrer Dicke und der mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Verbundfolien so gewählt werden, dass ein mechanischer Druck der elastischen Membran 140 ausreicht, um die Siegelfolie 125 mit geringem Druck, beispielsweise von 0,5 bar bis 5 bar, zu öffnen. Dies wird erreicht, indem der Mehrschichtaufbau der Siegelfolie 125 möglichst dünn gewählt wird. Beispielsweise beträgt eine Dicke der Barriereschicht zwischen 10 µm und 50 µm und eine Dicke der Siegelschicht zwischen 5 µm und 50 µm. Auf eine Schutzschicht der Siegelfolie 125 kann wahlweise verzichtet werden.The sealing
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Sollbruchstelle 400 auf der Siegelfolie 125 des Blisters 145 durch Laserstrukturieren, insbesondere durch Laser mit Wellenlänge im UV-Bereich, erzeugt. Durch Laserstrukturieren kann die Siegelfolie 125 lokal und definiert geschwächt werden, indem die Schutzschicht, die Siegelschicht und/oder die Barriereschicht der Siegelfolie 125 teilweise abgetragen wird. Hierzu sind auch dickere Siegelfolien geeignet. Beispielsweise können die Barriereschicht, die Siegelschicht und die Schutzschicht je mit einer Dicke zwischen 5 µm und 500 µm ausgeführt sein, da die Schwächung der Siegelfolie 125 im Bereich der Sollbruchstelle 400 durch Dickenreduzierung für eine anschließende Öffnung durch Auslenkung der Membran 140 ausreicht.According to an exemplary embodiment of the present invention, the
Die Siegel- oder die Schutzschicht kann im Bereich der Sollbruchstelle 400 teilweise oder vollständig entfernt sein, wie in
Die Erzeugung der Sollbruchstelle 400 durch Laserstrukturieren hat den Vorteil, dass fertig hergestellte Standardblister nachträglich mit dem Laser nachbearbeitet werden können, ohne das darin befindliche Reagenz 120 aufzuheizen. Außerdem können somit dicke Siegelfolien 125 mit besonders guten Barriereeigenschaften verwendet werden, die ohne eine derartige Sollbruchstelle 400 nur schwer zu öffnen wären.The generation of the
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Sollbruchstelle oder -fläche erzeugt werden, indem die Polymerschichten auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Metallbarriereschicht entfernt werden. Dies kann beispielsweise mittels eines heißen Stempels erfolgen, der die Polymerschicht oder die Polymerschichten im Bereich einer Kontaktfläche verdampft. Vorteilhafterweise kann die Siegelfolie 125 vor dem Herstellen des Blisters 145 mit dem Stempel bearbeitet werden. Dadurch wird ein Aufheizen des Reagenzes 120 vermieden. Ferner kann somit eine große Fläche an Folie parallel bearbeitet werden.According to another embodiment, the predetermined breaking point or surface may be created by removing the polymer layers on one side or on both sides of the metal barrier layer. This can be done for example by means of a hot stamp which evaporates the polymer layer or the polymer layers in the region of a contact surface. Advantageously, the sealing
Das benötigte Ausgangsmaterial in Form der Polymersubstrate 105, 110 sowie die benötigten Strukturen in den Polymersubstraten 105, 110 können beispielsweise durch Fräsen, Spritzguss, Heißprägen oder Laserstrukturierung erzeugt sein. Die Durchbrüche der Polymermembran können durch Stanzen oder Laserstrukturierung erzeugt werden.The required starting material in the form of the
Die
Die Vorrichtung 100 umfasst optional ferner eine weitere Bodenausnehmung 500, die über den Fluidkanal 135 fluidisch mit der Bodenausnehmung 115 verbunden ist. Alternativ kann der Fluidkanal 135, wie in
Durch die Auslenkung der Membran 140 bei Anlegen des Drucks an dem Druckkanal 130 wird das Fluid 120 von der Bodenausnehmung 115 über den Fluidkanal 135 in die weitere Bodenausnehmung 500 verdrängt. Hierbei ist die Membran 140 im Bereich des Fluidkanals 135 sowie im Bereich der weiteren Bodenausnehmung 500 an dem Deckelelement 105 fixiert.As a result of the deflection of the
Ein solches Konzept ermöglicht eine direkte und langzeitstabile Reagenzienvorlagerung in polymerbasierten, mikrofluidischen Lab-on-a-Chip-Systemen sowie eine zuverlässige Bereitstellung von Reagenzien 120. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein pneumatisch aktuierbares Lab-on-a-Chip-System mit einem polymeren Mehrschichtaufbau mit integrierter flexibler Membran 140 realisiert. Eine in dem System integrierte Vorrichtung 100 ist ausgebildet, um die im Hinblick auf Langzeitlagerung dampfdurchlässige flexible Membran 140 bis zu einem Einsatzzeitpunkt wirksam vor Reagenzienkontakt zu schützen. Für die Polymerkavitäten 115, 500 werden beispielsweise hoch diffusionsdichte Kunststoffe mit geeigneter Wandstärke verwendet, deren Eigenschaften durch zusätzliche Beschichtungen verbessert sein können. Je nach Lebensdaueranforderungen können auch weniger diffusionsdichte Kunststoffe durch hochwertige Beschichtungen ausreichend veredelt sein.Such a concept enables a direct and long-term stable reagent pre-storage in polymer-based, microfluidic lab-on-a-chip systems and a reliable provision of
Um Reagenzien langzeitstabil in Lab-on-a-Chip-Systemen zu lagen, werden die Reagenzien in polymerbasierten Kavitäten 115 abgefüllt und mit einer Polymerverbundfolie 125 versiegelt. Durch ein pneumatisches Auslenken einer elastischen Polymermembran 140 wird die Siegelfolie 125 durch Druck beansprucht und schließlich geöffnet, was durch eine Sollbruchstelle 400 der Siegelfolie 125 sichergestellt wird. Die elastische Polymermembran 140 dringt dann in die Kavität 115 ein und das Reagenz 120 wird über einen Kanal 135 in eine Bereitstellungskammer 500 verdrängt. Somit kann das Reagenz 120 langzeitstabil und nahezu verlustfrei im System direkt gelagert werden und bei Bedarf freigegeben werden.To keep reagents stable for a long time in lab-on-a-chip systems, the reagents are filled into polymer-based
Eine solche direkte Reagenzienvorlagerung ist deutlich platzsparender als eine Vorlagerung in Stickpacks oder Blistern und kann mit mit geringeren Herstellungskosten realisiert werden.Such a direct reagent pre-storage is significantly more space-saving than a pre-storage in stick packs or blisters and can be realized with lower production costs.
Durch eine direkte Befüllung entsprechender Kavitäten 115 mit vorzulagernden Reagenzien 120 mittels einer Dispenseranlage kann eine Montage vereinfacht und vergünstigt werden.By a direct filling of corresponding
Durch die direkte Reagenzienvorlagerung können Kontaminationsrisiken bezüglich des gesamten Lab-on-a-Chip-Systems reduziert werden, da keine separaten Behältnisse in Form von Stickpacks oder Blistern von außen in das System zugeführt werden.Direct reagent pre-storage can reduce the risk of contamination of the entire lab-on-a-chip system by eliminating the need for separate containers of stick packs or blisters from outside the system.
Auf einen mechanischen Aktuator zum Entleeren, etwa einen Stempel, kann verzichtet werden. Durch eine chipintegrierte pneumatische Aktuierung können die Reagenzien beliebig auf dem Lab-on-a-Chip-System angeordnet werden, wobei zusätzliche Kontaminationsrisiken von außen reduziert werden.On a mechanical actuator for emptying, such as a stamp, can be dispensed with. By means of an on-chip pneumatic actuation, the reagents can be arranged arbitrarily on the lab-on-a-chip system, whereby additional contamination risks are reduced from the outside.
In
Die Abdichtung zwischen langzeitstabiler Siegelfolie 125 und Kavität 115 kann unter anderem durch Kleben, Ultraschallsiegelung, thermische Siegelung oder Laserschweißen realisiert sein. Wird über den Kanal 130 ein Überdruck angelegt, so wird die Membran 140 ausgelenkt und auf die Siegelfolie 125 gedrückt. Ist ein kritischer Druck, etwa zwischen 1 bar und 5 bar, erreicht, so beginnt die Siegelfolie 125 zu reißen, wie in
Durch Einbringung einer Sollbruchstelle 400 in der Siegelfolie 125 kann ein reproduzierbares Öffnen der Siegelfolie 125 gewährleistet werden, ohne dass die Barriereeigenschaften der Folie 125 signifikant beeinträchtigt werden. Wird die Sollbruchstelle 400 durch Laserstrukturieren hergestellt, sollte der Laser nicht mehrmals über denselben Mittelpunkt verfahren, da sonst die Barriereschicht im Mittelpunkt unter Umständen vollständig abgetragen wird.By introducing a
Ein Polymersubstrat 105, 110 ist beispielsweise aus Thermoplasten wie Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Cyclo-Olefin-Polymer (COC) oder Cyclo-Olefin-Copolymer (COP) gefertigt.A
Die Polymermembran 140 ist beispielsweise aus Elastomer, thermoplastischem Elastomer, Thermoplasten oder Heißklebefolien gefertigt.The
Bei der Siegelfolie 125 kann es sich beispielsweise um handelsübliche Polymerverbundfolien aus polymeren Siegel- und Schutzschichten, etwa aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat, und einer Barriereschicht handeln. Bei der Barriereschicht handelt es sich in der Regel um aufgedampftes Aluminium. Es können aber auch andere Hochbarriereschichten wie Siliziumdioxid (SiO2), Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH), biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), Parylene, Aquacer oder Lipocer verwendet werden.The sealing
Eine Dicke des Polymersubstrats beträgt beispielsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm.A thickness of the polymer substrate is, for example, between 0.5 mm and 5 mm.
Eine Dicke der Polymermembran 140 beträgt beispielsweise zwischen 5 µm und 300 µm.A thickness of the
Eine Dicke der Barriereschicht beträgt beispielsweise zwischen 5 µm und 500 µm oder zwischen 10 µm und 500 µm.A thickness of the barrier layer is, for example, between 5 μm and 500 μm or between 10 μm and 500 μm.
Eine jeweilige Dicke der Polymerschicht und der Schutzschicht beträgt beispielsweise zwischen 5 µm und 500 µm.A respective thickness of the polymer layer and the protective layer is for example between 5 μm and 500 μm.
Ein Volumen des Blisters 145 beträgt beispielsweise zwischen 100 µl und 1000 µl.A volume of the
Neben den gezeigten Ausführungsbeispielen sind beliebig andere geometrische Verbindungen zwischen der Polymermembran 140 und einem Polymersubstrat möglich, um eine Vorzugsrichtung der Membran 140 sowie eine Auslenkung der Membran 140 zu begünstigen.In addition to the exemplary embodiments shown, any other geometric connections between the
Dabei wird in einem Schritt 701 der Druck an einem der Membran abgewandten Ende des Druckkanals bereitgestellt. Indem der Druck durch den Druckkanal geleitet wird, wird die Membran verformt. Der Druck wird zumindest solange aufrechterhalten, bis die Verschlussfolie durch die Verformung der Membran geöffnet wird. Wird der Druck anschließend weiter aufrechterhalten, so wird das Fluid aufgrund einer weiteren Verformung der Membran von der Bodenausnehmung in den Fluidkanal bewegt.In this case, in a
In einem Schritt 801 wird ein Bodenelement mit einer Bodenausnehmung zum Aufnehmen eines Fluids bereitgestellt. Ferner wird ein Deckelelement mit zumindest einem Druckkanal bereitgestellt.In a
In einem Schritt 803 werden das Fluid, eine Verschlussfolie und eine Membran bereitgestellt.In a
In einem Schritt 805 werden das Deckelelement und das Bodenelement zusammengefügt. Dabei wird die Bodenausnehmung dem Deckelelement gegenüberliegend angeordnet, zumindest ein Fluidkanal zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement ausgebildet, das Fluid in der Bodenausnehmung angeordnet, die Verschlussfolie zumindest in einem Teilbereich der Bodenausnehmung zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement angeordnet, um das Fluid in der Bodenausnehmung zu halten, und die Membran zumindest im Bereich der Bodenausnehmung zwischen dem Deckelelement und der Verschlussfolie angeordnet. Dabei ist die Membran ausgebildet, um bei Leiten des Drucks durch den Druckkanal durch den Druck derart verformt zu werden, dass die Verschlussfolie geöffnet wird und das Fluid von der Bodenausnehmung in den Fluidkanal bewegt wird.In a
Die
Anhand der
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 als ein Lab-on-a-Chip-System, beispielsweise in Form einer Kartusche ausgeführt. In der Bodenausnehmung 115 wird ein Fluid, beispielsweise zumindest ein Reagenz, gelagert. Die Verschlussfolie 125 ist als eine Sigelfolie ausgeführt.According to this exemplary embodiment, the
Der beschriebene Ansatz ermöglicht es, Reagenzien 120 platzsparend direkt im jeweiligen LoC-System 100, z.B. in Form einer Kartusche, langzeitstabil zu lagern und bei Bedarf bereitzustellen, ohne dass separate Behältnisse, wie Stickpacks oder Blister für die Reagenzien 120 erforderlich sind.The described approach makes it possible to save
Wie bereits anhand der
In
In
In
In
In
In
Zum Herstellen der Vorrichtung 100 können als Materialbeispiele als Polymersubstrat 105, 110 beispielsweise Thermoplaste (z.B. PC, PP, PE, PMMA, COP, COC), als Polymermembran 130 Elastomer, thermoplastisches Elastomer, Thermoplaste oder Heißklebefolien, als Siegelfolie 125 handelsübliche Polymerfolien, Polymerverbundfolien aus polymeren Siegel- und Schutzschichten (z.B. PE, PP, PA, PET) mit einer Barriereschicht aus in der Regel aufgedampften Aluminium, aber auch anderen Hochbarriereschichten wie SiO2, EVOH, BOPP, Parylene, Aquacer, Lipocer, verwendet werden.For producing the
Als beispielhafte Abmessungen der Ausführungsbeispiele kann eine Dicke des Polymersubstrats 105, 110 0,5 bis 5 mm betragen, ein Volumen, das in Kavitäten 115 vorgelagert wird 5µl bis 10ml betragen, eine Dicke der Polymermembran 140 5 bis 300 µm betragen und ein Mehrschichtaufbau der Siegelfolie 125 eine Barriereschicht (i.d.R. Alu) mit einer Dicke von 10 µm bis 500 µm, eine Polymerschicht mit einer Dicke von 5 µm bis 500 µm und eine Schutzschicht mit einer Dicke von 5 µm bis 500 µm aufweisen.As an exemplary dimension of the embodiments, a thickness of the
Neben den gezeigten Ausführungsformen sind beliebig andere geometrische Verbindungen zwischen Polymermembran 140 und Polymersubstrat 105, 110 möglich, um die Vorzugsrichtung der Membran 140 sowie ihre Auslenkung zu begünstigen.In addition to the embodiments shown, any other geometric connections between
Die benötigten Polymersubstrate 105, 110 als Ausgangsmaterial, und die benötigten Strukturen in den Polymersubstraten 105, 110 können beispielsweise durch Fräsen, Spritzguss, Heißprägen oder Laserstrukturierung erzeugt werden. Die Durchbrüche der Polymermembran 125 können durch Stanzen oder Laserstrukturierung erzeugt werden.The required
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.
Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.Furthermore, the method steps presented here can be repeated as well as executed in a sequence other than that described.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine "und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment is both the first feature as well as the second feature and according to another embodiment, either only the first feature or only the second feature.
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---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017096819A (en) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Storage container, fluid cartridge, and discharge mechanism |
DE102015226417A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device, method for manufacturing and method for operating a microfluidic device |
DE102016014056A1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-12-28 | M2P-Labs Gmbh | Microfluidic chip with a functional area that is with a flexible or deformable cover, and microfluidic system |
JPWO2016175229A1 (en) * | 2015-04-30 | 2018-02-22 | シスメックス株式会社 | Liquid-sealed cartridge, sample analyzer, and sample analysis method |
CN109847820A (en) * | 2019-04-18 | 2019-06-07 | 天津诺迈科技有限公司 | The pre-packaged device of micro-fluidic chip and application method |
CN110575810A (en) * | 2019-10-12 | 2019-12-17 | 安图实验仪器(郑州)有限公司 | Side-feeding reaction tube |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006019101A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Hitachi High-Technologies Corp. | Chemical substance e.g. nucleic acid, analyzer, has cartridge with reagent port formed in base plate, where closed vessel placed in port contains reagent that requires no pretreatment prior to start of test |
WO2009152952A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-23 | Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh | Fluid metering container |
US20110086433A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-14 | Jochen Rupp | Microfluidic chip |
EP1896180B1 (en) | 2005-06-23 | 2011-11-23 | Biocartis SA | Cartridge, system and method for automated medical diagnostics |
US20120329142A1 (en) * | 2006-03-15 | 2012-12-27 | Micronics, Inc. | Integrated nucleic acid assays |
DE102011078976A1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-17 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device and method for producing a microfluidic device |
EP2808082A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Device with membran for a predetermined fluid displacement |
-
2015
- 2015-01-27 EP EP15152710.8A patent/EP2905079A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006019101A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Hitachi High-Technologies Corp. | Chemical substance e.g. nucleic acid, analyzer, has cartridge with reagent port formed in base plate, where closed vessel placed in port contains reagent that requires no pretreatment prior to start of test |
EP1896180B1 (en) | 2005-06-23 | 2011-11-23 | Biocartis SA | Cartridge, system and method for automated medical diagnostics |
US20120329142A1 (en) * | 2006-03-15 | 2012-12-27 | Micronics, Inc. | Integrated nucleic acid assays |
WO2009152952A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-23 | Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh | Fluid metering container |
US20110086433A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-14 | Jochen Rupp | Microfluidic chip |
DE102011078976A1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-17 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device and method for producing a microfluidic device |
EP2808082A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Device with membran for a predetermined fluid displacement |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2016175229A1 (en) * | 2015-04-30 | 2018-02-22 | シスメックス株式会社 | Liquid-sealed cartridge, sample analyzer, and sample analysis method |
EP3290928A4 (en) * | 2015-04-30 | 2018-10-10 | Sysmex Corporation | Liquid encapsulation cartridge, sample analysis device, and sample analysis method |
US10697989B2 (en) | 2015-04-30 | 2020-06-30 | Sysmex Corporation | Liquid-sealed cartridge, specimen analyzer, and specimen analysis method |
JP2017096819A (en) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Storage container, fluid cartridge, and discharge mechanism |
DE102015226417A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device, method for manufacturing and method for operating a microfluidic device |
US11065621B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-07-20 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device, production method, and method for operating a microfluidic device |
DE102016014056A1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-12-28 | M2P-Labs Gmbh | Microfluidic chip with a functional area that is with a flexible or deformable cover, and microfluidic system |
DE102016014056A8 (en) | 2016-06-27 | 2018-03-01 | M2P-Labs Gmbh | Microfluidic chip with a functional area covered with a flexible or deformable lid and microfluidic system |
CN109847820A (en) * | 2019-04-18 | 2019-06-07 | 天津诺迈科技有限公司 | The pre-packaged device of micro-fluidic chip and application method |
CN110575810A (en) * | 2019-10-12 | 2019-12-17 | 安图实验仪器(郑州)有限公司 | Side-feeding reaction tube |
CN110575810B (en) * | 2019-10-12 | 2024-02-23 | 安图实验仪器(郑州)有限公司 | Side-feeding reaction tube |
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