EP3060678A1 - Analysis unit for carrying out a polymerase chain reaction, analysis device, method for operating such an analysis unit and method for producing such an analysis unit - Google Patents

Analysis unit for carrying out a polymerase chain reaction, analysis device, method for operating such an analysis unit and method for producing such an analysis unit

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EP3060678A1
EP3060678A1 EP14783585.4A EP14783585A EP3060678A1 EP 3060678 A1 EP3060678 A1 EP 3060678A1 EP 14783585 A EP14783585 A EP 14783585A EP 3060678 A1 EP3060678 A1 EP 3060678A1
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EP
European Patent Office
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analysis unit
recess
reaction
analysis
probe carrier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14783585.4A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Franz Laermer
Juergen Steigert
Jochen Hoffmann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01N2035/00178Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00237Handling microquantities of analyte, e.g. microvalves, capillary networks

Definitions

  • the present invention relates to an analysis device for
  • Microfluidic diagnostic systems such as Lab-on-a-Chips (LOCs) allow the miniaturized and integrated execution of complex workflows for the specific detection of various molecules.
  • LOCs Lab-on-a-Chips
  • the sample material to be examined is first amplified by means of PCR and then analyzed on a microarray (see, for example, J. Choi et al .: An integrated allele-specific polymerase chain reaction-microarray chip for multiplex single nucleotide polymorphism typing, Lab on a Chip, vol. 12, 2012).
  • the combination of both operations and the multi-step process control require a longer process time and more complex processes
  • Analysis device for carrying out a polymerase chain reaction, an analysis device, a method for operating an analysis unit, on
  • the approach presented here provides an analysis unit for carrying out a polymerase chain reaction, the analysis device having the following features:
  • a lid member having at least one lid recess
  • a bottom member having at least one bottom recess, wherein the bottom recess of the lid recess is disposed opposite to form a reaction chamber;
  • Floor element is adapted to a fluid in the bottom recess of the
  • a probe carrier arranged in the bottom recess, which probe at least one indicator material for identifying a biochemical
  • a cover element and / or a bottom element can be understood, for example, a component which is made of a plastic, in particular of a polymer.
  • a recess for example, a depression in the cover element or the bottom element can be understood.
  • a film can be understood as meaning a flat, flexible element, such as a plastic layer. The film may be, for example, fluid-impermeable. Under a probe carrier, a rigid,
  • an indicator material can be understood as meaning a chemical reagent or a biomolecule which, on contact with a predetermined biochemical material, has a
  • Change of state undergoes which can be identified (for example, by optical analysis) and / or evaluated.
  • identification on the one hand a recognition of the presence of a predetermined material itself and / or a recognition of a quantity and / or a quality of the
  • Indicator material as a solid phase, i. is in solid state, the entire biochemical reaction process can be carried out in a small and compact analysis unit.
  • Reaction process are required, can be introduced in this case in the form of a fluid through the channel in the reaction chamber or the Bodenaus fundamentalung.
  • An embodiment of the present invention in which the film is fastened to the cover element is advantageous, in particular wherein the film fluid-tightly closes an opening of the lid recess opposite the through-opening and / or wherein the cover element has a passage opening in the region of the lid recess.
  • Such an embodiment of the present invention offers the advantage that a fluid or another material in the bottom recess or the reaction chamber can be very easily (further) moved, for example, from the bottom recess or the editorial board and / or in another
  • this movement of the fluid or of the other material can take place by a pressure on the lid element in the region of the lid recess which, via the film, acts on the fluid in the lid
  • the cover element may have at least one further cover recess and the bottom element at least one further bottom recess, wherein the further cover recess of the further bottom recess is arranged opposite and wherein the bottom recess and the other
  • a further probe carrier may be arranged in the further bottom recess, which has as another probe at least one further indicator material for identifying another biochemical material, wherein the further indicator material on the other probe carrier a solid state having.
  • the bottom recess can also separate the channel into at least two subchannels, wherein at least one subchannel enables a fluidic connection with an external environment of the analysis device, in particular wherein at least one subchannel has a valve.
  • the sub-channels are fluidically coupled or coupled to each other at an end remote from the bottom recess, in particular wherein the sub-channels are components of an annular channel.
  • a biochemical reagent for example, in different Bodenauslangungen or
  • Reaction chambers can be carried out by cyclic further displacement over the sub-channels, wherein a direction of movement for the reagent need not be changed.
  • An embodiment of the present invention is particularly favorable, in which the probe carrier as probe at least one additional one additional
  • Indicator material for identifying at least one additional biochemical material, wherein the additional indicator material on the
  • Probe carrier has a solid state of aggregation.
  • Embodiment of the present invention has the advantage that on a single probe carrier several different biochemical materials and / or different concentrations of such a material can be identified or detected particularly cost-effective, fast and technically easy to implement.
  • the probe carrier can, according to a favorable embodiment of the present invention, have at least one probe carrier recess in which the at least one probe carrier has Indicator material is arranged, in particular wherein the
  • the probe carrier can also be designed and arranged such that a reaction of a substance with the indicator material for identifying the biochemical material can be carried out during the polymerase chain reaction.
  • a reaction of a substance with the indicator material for identifying the biochemical material can be carried out during the polymerase chain reaction.
  • the approach presented here creates an analysis device for operating an analysis unit according to a variant presented here, wherein the
  • Analysis device has at least the following features:
  • a holder for placing and / or holding the analysis unit during operation of the analysis device
  • a tempering unit for controlling the temperature of a fluid or a solid in the analysis unit held by the holder
  • a holder may also be understood to mean a bearing surface on which the analysis unit is placed during the operation of the analysis device.
  • a tempering unit may be understood to be a unit which heats or cools at least one section of the analysis unit.
  • An evaluation unit can be understood as meaning a unit which detects a change in state of the at least one indicator material, for example by optical analysis of electromagnetic radiation converted or emitted by the indicator material (or by an indicator material changed by the biochemical material).
  • Embodiment of the present invention offers the advantage of a very compact analysis of a biochemical material with an inexpensive and easy-to-provide analysis unit.
  • An embodiment of the present invention in which the temperature control unit is designed to be different at the same time is particularly favorable To bring sections of the analysis unit to a different temperature.
  • Such an embodiment of the present invention offers the advantage that different partial reactions, which require different reaction temperatures, can be carried out simultaneously in different sections of the analysis unit. In this way, an analysis of a biochemical material can be performed very quickly with a technically simple to produce analysis unit.
  • the approach presented here provides a method for operating an analysis unit according to a variant presented here, the method having the following steps:
  • Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly rapid and inexpensive way of analyzing a biochemical material.
  • Polymerase chain reaction can be carried out simultaneously or in parallel, so that on the one hand can be analyzed very quickly a result of the polymerase chain reaction and on the other hand, the implementation of the polymerase chain reaction technically very simple, i. especially without manual
  • Invention offers the advantage that different sub-steps of the polymerase To be able to use chain reaction different reaction temperatures, so that the individual sub-steps of this polymerase chain reaction can proceed in an optimal environment for each case environment. Furthermore, a method for producing an analysis unit according to a variant presented here is proposed herein, the method comprising the following steps:
  • Cover member having a through hole, the bottom member having at least one bottom recess, the film and a
  • Probe carrier as a probe at least one indicator material for
  • Indicator material on the probe carrier has a fixed state of aggregation
  • Such an embodiment of the present invention offers the advantage of being able to produce an analysis unit for the particularly cost-effective and rapid identification of a biochemical material.
  • the present invention further provides a control device which is designed to implement or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also through this
  • Embodiment variant of the invention in the form of a control unit in the form of a control unit
  • a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces may be part of a so-called system ASIC, which performs various functions of the system
  • Control unit includes. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the
  • Interfaces software modules that are available for example on a microcontroller in addition to other software modules.
  • An advantage is also a computer program product with program code, which on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a
  • Hard disk space or an optical storage can be stored and used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program product is executed on a computer or a device.
  • the approach presented here creates a computer program product with program code for carrying out or controlling the steps of a method presented here when the program product is executed on a device.
  • the present invention further provides an apparatus configured to perform the steps of a variant of a method presented herein in corresponding apparatus. Also through this
  • Embodiment of the invention in the form of a device the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • 1A is a plan view of an analysis unit according to a
  • 1 B is a cross-sectional view of an analysis unit according to the in FIG.
  • FIG. 2 is a plan view of an analysis unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an analysis unit according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view of an analysis unit according to another embodiment of the present invention.
  • 5A and 5B are top views of analysis units according to further embodiments of the present invention.
  • 6A is a cross-sectional view of a probe carrier according to a
  • 6B is a cross-sectional view of a probe carrier according to a
  • Fig. 7 is a schematic representation of an analysis device with a schematic representation of a in the analysis device
  • FIG. 9 is a flowchart of an embodiment of a method for manufacturing an analysis unit.
  • the DNA microarray (as an example of a probe carrier) is directly in a PCR reaction chamber
  • the DNA probes immobilized on the DNA microarray actively participate in the PCR and thus immobilize specifically
  • Amplification product i.e., the biochemical material.
  • FIG. 1A shows a top view of an analysis unit 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B shows a
  • the analysis unit 100 comprises a plurality of layers, as can be seen from FIG. 1B.
  • a layer structure consists of a first polymer substrate as cover element 130, which has a cover recess 135 and a
  • a deflectable polymer membrane is attached as a film 140.
  • This film 140 may, for example, be connected in a fluid-tight manner to the cover element 130 so that contact between a medium that can be moved through the through-hole and not reach a region outside the film 140.
  • a bottom member 150 for example in the form of a second polymer substrate having in a Bodenelementaus Principleung 152, the PCR reaction chamber 1 10 with a DNA microarray as a probe support 155.
  • a DNA microarray as a probe support 155.
  • On the microarray 155 are different oligonucleotides as probes 157 in the form of individual Spots immobilized.
  • a microfluidic channel 160 (which is separated, for example, by the reaction chamber 110 into two sub-channels 160a and 160b) is connected to the chamber 110. Both channels 160a and 160b each have a controllable valve 165 to communicate with a PCR reaction mix (ie with material to be analyzed and / or with
  • Catalyst material which is used as auxiliary material for carrying out the
  • thermo energy for carrying out a PCR can be introduced and removed by an analysis device described in more detail below.
  • FIG. 2 shows a top view of an analysis unit 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 shows a
  • Embodiment of the analysis unit 100 the two on the sub-channel 160b fluidly coupled to each other PCR reaction chambers 1 10 and 210 has.
  • the second reaction chamber 210 can be formed analogously to the (first) reaction chamber (except for the presence of the probe carrier 155).
  • the cover element 130 may have a further cover recess 235 which is fluidically connected to an external environment of the analyzer 100 via a further through-hole 237.
  • the film can also close the second lid recess 235 in a fluid-tight manner on a side opposite the further through-hole.
  • the bottom element 150 may have a further bottom recess 252 through which the second reaction chamber 210 is formed.
  • two defined temperature ranges 175 and 220 exist in which a constant, but different temperature is set over the entire time of the PCR.
  • This will be the Requirements for a temperature control unit of an analysis device compared to an analysis device for operation of the analysis unit 100 according to the embodiment illustrated in Figures 1 A and 1 B, in which the temperature between -60 ° C and -95 ° C in a time window of minutes are varied must (eg by means of Peltier element).
  • the reaction volume ie, the fluid having the material to be analyzed and / or the catalytic material
  • This reciprocating movement can take place, for example, by a pressure which exerts on the film 140 via the through-holes 137 or 237 on the respective reaction chambers 1 10 and 210, wherein the bulging of the film into these reaction chambers 1 10 or 210 let out the fluids located in the respective reaction chambers.
  • a polymeric layer structure of the analysis unit 100 with an integrated DNA microarray 155 can be used.
  • the DNA microarray 155 is present either directly in a PCR reaction chamber 110 or in a separate array chamber.
  • a reaction volume i.e., the fluid with the material to be analyzed or the catalytic material
  • Oligonucleotides as probes 157 of the microarray 155 actively participate in the PCR reaction so that DNA sequences are located at certain locations of the array 155.
  • the reaction takes place in a system of three PCR chambers 1 10, 210 and 310, which are fluidically interconnected via sub-channels 160, as described in US Pat
  • Analysis chambers 1 10, 210 and 310 constructed analogously to each other, wherein in the first two analysis chambers 1 10 and 210 each have a probe carrier 255th
  • annealing temperature 175 50 ° C.-65 ° C.
  • the array 155 or 255 can in this case either in the chamber 1 10 on
  • Extension temperature 220 is to be positioned. Furthermore, the first reaction chamber 1 10 and the second reaction chamber 310 to a
  • Extension temperature may be tempered to the melting temperature.
  • the reaction volume may first be reciprocated (using sub-channel 160b) between, for example, chambers 110 and 210 for between 1 to 40 cycles, and subsequently (under
  • FIG. 5A shows a top view of an analysis unit 110 according to a further exemplary embodiment of the present invention, in which a Reaction chamber 1 10 (array chamber) contains the array 155.
  • the chamber 1 10 is located either in the temperature range 175 of the annealing temperature or extension temperature 220 (as, for example, in the
  • FIG. 5B Top view of FIG. 5B can be seen).
  • This embodiment allows PCR to be initially performed in the PCR chambers 410, 210, or 310 without the array 155. After amplification, the reaction mixture is then transferred into the array chamber 110, so that the PCR products can be specifically bound to oligonucleotides 157.
  • the attachment can be by means of hybridization or primer extension reaction, for example by moving the reaction volume back and forth between a chamber
  • the chamber inlet 160a and outlets 160b of a fluidic layout may be provided with check valves 165 as shown in FIGS. 2, 4, 5A and 5B. This will be added
  • FIGS. 6A and 6B each show a structure to protect the surface of the array 155 (specifically, the spots of the immobilized oligonucleotides as probes 157).
  • the polymer membrane 140 is pneumatically deflected, while in the direction of the bottom of the
  • Array format 155 immobilized oligonucleotides 157 are damaged.
  • the spots of the array 155 may be immobilized in either wells 610 or on a microscopically rough surface 620.
  • Oligonucleotides 157 can be used with all immobilization chemistries known in the art, such as 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), 1-ethyl-3 (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide (EDC), 1, 4-phenylene diisothiocyanate (PDITC). , s-SIAB, s-MBS, s-GMBS or s-MBP on a variety of materials on the probe carrier 155 are fixed.
  • the arrays 155 may be either directly in one
  • Polymer substrate ie, the bottom member 130
  • Substrate 155 are spotted, which is then introduced and fixed in a second step in a PCR chamber.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional illustration of an exemplary embodiment of an analysis device 700 for operating an analysis unit 100 according to an exemplary embodiment of the present invention with a polymer
  • the analysis device 700 has on its upper side a Bank, Inc. Tempering (tempering) 710 and on the underside of a detection unit 720 (evaluation unit) is mounted.
  • the arrangement of tempering element 710 and detection unit 720 can also be reversed.
  • the tempering element 710 may also comprise a plurality of subunits, in which the adjacently arranged regions of an analysis unit 100 are heated to different temperatures at the same time. Thermal energy for performing a temperature controlled PCR can be obtained from the
  • Tempering 710 be introduced inter alia by the use of tempered heating fingers, Peltier elements, infrared radiators or convection.
  • a holder 730 can also be provided which fixes the analysis unit 100, for example, on a surface of the temperature control unit 710 during the operation of the analyzer.
  • PCR products attached to a microarray 155 can be used either during or after the reaction with various methods in the
  • Detection unit 720 can be identified:
  • Fluorometric detection During PCR, fluorophores are incorporated into the resulting PCR products. After excitation of these fluorophores (eg with evanescent fields, confocal or with transmitted light), the emitted fluorescence signals can be measured by means of CCD cameras, CMOS chips or photomultipliers.
  • oligonucleotides 157 are immobilized on gold spots. After or during PCR, surface plasmons in the spots are excited. Depending on the amount of near-surface DNA molecules, the plasmon resonance frequency shifts. By measurement and evaluation of the Spots emitted intensities and / or frequencies can be up
  • the reaction mixture contains the components polymerase, reaction buffer, PCR primer and nucleotides and reaction-improving components such. BSA and / or Tween. If biotin-dUTP nucleotides are used in the PCR, the resulting PCR products are labeled with biotin molecules to which fluorophore streptavidin conjugates can be added in a further step. Alternatively, fluorophore-labeled primers can be used in the PCR so that the generated PCR products are labeled directly with a fluorophore. For the following biotin-dUTP nucleotides are used in the PCR, the resulting PCR products are labeled with biotin molecules to which fluorophore streptavidin conjugates can be added in a further step. Alternatively, fluorophore-labeled primers can be used in the PCR so that the generated PCR products are labeled directly with a fluorophore. For the following biotin-dUTP nucleot
  • the two PCR primers can be used in different concentrations.
  • the necessary structures in the polymer substrates can be produced for example by milling, injection molding, hot stamping or laser structuring.
  • the microarray 155 can either be formed directly in the polymer or be introduced into the polymer layer structure as an insert, for example made of glass.
  • Polymer substrate (for example for lid 130 and bottom element 150):
  • Thermoplastics eg PC, PP, PE, PMMA, COP, COC, PEEK
  • Linker molecules thiol groups, amino groups, gold, glutharaldehyde,
  • - PCR primer length between 5 and 100 nucleotides, whereby the
  • Thick polymer substrate 0.5 to 5 mm
  • volume of the cavities in the polymer substrates 1 mm 3 to 1000 mm 3
  • the invention can be used for analytical systems, in particular for microfluidic lab-on-chip systems for environmental analysis or medical diagnostics.
  • the method 800 includes a step 810 of providing the analysis unit and a step 820 of the
  • the method 800 includes a step 830 of evaluating a change in the indicator material on the probe carrier.
  • the method 900 comprises a step 910 of providing the lid element with the lid having at least one lid recess, wherein in the region of the lid recess
  • Cover element has a through hole, the bottom member having at least one bottom recess, the film and a probe carrier having at least one indicator material for identifying a biochemical material as a probe, wherein the indicator material on the
  • Probe carrier has a solid state of aggregation. Further, the method 900 includes a step 920 of placing the probe carrier in the bottom recess and a step 930 of covering the probe
  • the method 900 includes a step 940 of forming the channel region around a fluid in the
  • 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, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Abstract

The invention relates to an analysis unit (100) for carrying out a polymerase chain reaction, wherein the analysis unit (100) comprises a lid element (130) with at least one lid recess (135) and a base element (150) with at least one base recess (152), wherein the base recess (152) is arranged opposite the lid recess (135) in order to form a reaction chamber (110). The analysis unit (100) further comprises a film (140) which is arranged, at least in the region of the lid recess (135), between the lid element (130) and the base element (150). The analysis unit (100) also comprises at least one channel (160a, 160b) which is formed between the lid element (130) and the base element (150) for channeling a fluid into and/or out of the base recess (152) of the reaction chamber (110). Finally, the analysis unit (100) comprises a probe carrier (155) which is arranged in the base recess (152) and which comprises at least one indicator material as the probe (157), for identifying a biochemical material, wherein the indicator material on the probe carrier (155) is in a solid aggregate state.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Analvseeinheit zur Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion,  Analvseeinheit for performing a polymerase chain reaction,
Analvsevorrichtung, Verfahren zum Betrieb einer solchen Analvseeinheit und Verfahren zum Herstellen einer solchen Analvseeinheit Analvsevorrichtung, method for operating such Analvseeinheit and methods of making such Analvseeinheit
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Analysevorrichtung zur The present invention relates to an analysis device for
Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion, eine Analysevorrichtung, einCarrying out a polymerase chain reaction, an analyzer
Verfahren zum Betrieb einer Analyseeinheit, auf Verfahren zum Herstellen einer Analyseeinheit sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt. Method for operating an analysis unit, methods for producing an analysis unit and a corresponding computer program product.
Mikrofluidische Diagnosesysteme wie Lab-on-a-Chips (LOCs) erlauben die miniaturisierte und integrierte Durchführung komplexer Arbeitsabläufe für den spezifischen Nachweis verschiedenster Moleküle. In publizierten LOC Systemen wird zunächst das zu untersuchende Probenmaterial mittels PCR amplifiziert und anschließend auf einem Mikroarray analysiert (siehe beispielsweise auch J. Choi et al: An integrated allele-specific Polymerase chain reaction-microarray chip for multiplex Single nucleotide polymorphism typing, Lab on a Chip, vol. 12, 2012 beschrieben ist). Die Verknüpfung beider Operationen und die mehrschrittige Prozessführung bedingen eine verlängerte Prozesszeit und aufwendige Microfluidic diagnostic systems such as Lab-on-a-Chips (LOCs) allow the miniaturized and integrated execution of complex workflows for the specific detection of various molecules. In published LOC systems, the sample material to be examined is first amplified by means of PCR and then analyzed on a microarray (see, for example, J. Choi et al .: An integrated allele-specific polymerase chain reaction-microarray chip for multiplex single nucleotide polymorphism typing, Lab on a Chip, vol. 12, 2012). The combination of both operations and the multi-step process control require a longer process time and more complex processes
Prozessführung. Offenbarung der Erfindung Litigation. Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Against this background, the approach presented here becomes one
Analysevorrichtung zur Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion, eine Analysevorrichtung, ein Verfahren zum Betrieb einer Analyseeinheit, auf Analysis device for carrying out a polymerase chain reaction, an analysis device, a method for operating an analysis unit, on
Verfahren zum Herstellen einer Analyseeinheit sowie auf ein entsprechendesMethod for producing an analysis unit and to a corresponding
Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Computer program product presented in accordance with the main claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft eine Analyseeinheit zur Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion, wobei die Analysevorrichtung folgende Merkmale aufweist: The approach presented here provides an analysis unit for carrying out a polymerase chain reaction, the analysis device having the following features:
ein Deckelelement mit zumindest einer Deckelausnehmung;  a lid member having at least one lid recess;
ein Bodenelement, das zumindest eine Bodenausnehmung aufweist, wobei die Bodenausnehmung der Deckelausnehmung gegenüberliegend angeordnet ist, um eine Reaktionskammer zu bilden;  a bottom member having at least one bottom recess, wherein the bottom recess of the lid recess is disposed opposite to form a reaction chamber;
eine Folie, die zumindest im Bereich der Deckelausnehmung zwischen dem a film which, at least in the region of the lid recess between the
Deckelelement und dem Bodenelement angeordnet ist; Cover element and the bottom element is arranged;
zumindest einen Kanal, der zwischen dem Deckelelement und dem  at least one channel between the cover element and the
Bodenelement ausgebildet ist, um ein Fluid in die Bodenausnehmung der Floor element is adapted to a fluid in the bottom recess of the
Reaktionskammer einzuleiten und/oder auszuleiten; und Initiate and / or divert reaction chamber; and
einem in der Bodenausnehmung angeordneten Sondenträger, der als Sonde zumindest ein Indikatormaterial zur Identifizierung eines biochemischen a probe carrier arranged in the bottom recess, which probe at least one indicator material for identifying a biochemical
Materials aufweist, wobei das Indikatormaterial auf dem Sondenträger einen festen Aggregatszustand aufweist. Material, wherein the indicator material on the probe carrier has a solid state of aggregation.
Unter einem Deckelelement und/oder einen Bodenelement kann beispielsweise eine Komponente verstanden werden, die aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Polymer gefertigt ist. Unter einer Ausnehmung kann beispielsweise eine Vertiefung in dem Deckelelement oder dem Bodenelement verstanden werden. Unter einer Folie kann ein flächiges flexibles Element wie beispielsweise eine Kunststofflage verstanden werden. Die Folie kann dabei beispielsweise fluidundurchlässig sein. Unter einem Sondenträger kann ein starres, By a cover element and / or a bottom element can be understood, for example, a component which is made of a plastic, in particular of a polymer. By a recess, for example, a depression in the cover element or the bottom element can be understood. A film can be understood as meaning a flat, flexible element, such as a plastic layer. The film may be, for example, fluid-impermeable. Under a probe carrier, a rigid,
insbesondere Element verstanden werden, auf welchem das Indikatormaterial angeordnet und befestigt ist. Unter einem Indikatormaterial kann beispielsweise eine chemische Reagenz oder ein Biomolekül verstanden werden, die bei Kontakt mit einem vorbestimmten biochemischen Material eine be understood in particular element on which the indicator material is arranged and fixed. By way of example, an indicator material can be understood as meaning a chemical reagent or a biomolecule which, on contact with a predetermined biochemical material, has a
Zustandsänderung erfährt, welche (beispielsweise durch optische Analyse) identifiziert und/oder ausgewertet werden kann. Unter einer Identifizierung kann einerseits eine Erkennung des Vorliegens eines vorbestimmten Materials selbst und/oder eine Erkennung einer Quantität und/oder einer Qualität des Change of state undergoes which can be identified (for example, by optical analysis) and / or evaluated. By an identification on the one hand a recognition of the presence of a predetermined material itself and / or a recognition of a quantity and / or a quality of the
vorbestimmten Materials verstanden werden. Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, eine Festphasen-Reaktion im Bereich biochemische Analysevorgänge direkt in einer einzelnen Reaktionskammer vorzunehmen, in der auch eine Flüssigphasen- Reaktion eines biochemischen Reaktionsvorgangs stattfindet. Da meist dasbe understood predetermined material. The approach presented here is based on the finding that it is possible to carry out a solid-phase reaction in the area of biochemical analysis processes directly in a single reaction chamber in which a liquid-phase reaction of a biochemical reaction process also takes place. Mostly that
Indikatormaterial als Festphase, d.h. in festem Aggregatzustand vorliegt, kann der gesamte biochemische Reaktionsvorgang in einer kleinen und kompakten Analyseeinheit ausgeführt werden. Das zu analysierende Ausgangsmaterial sowie eventuell erforderliche Katalysatormaterialien, die beispielsweise zur Erreichung bzw. Synthese von Zwischenprodukten des biochemischen Indicator material as a solid phase, i. is in solid state, the entire biochemical reaction process can be carried out in a small and compact analysis unit. The starting material to be analyzed as well as any required catalyst materials, for example, for the achievement or synthesis of intermediates of the biochemical
Reaktionsvorgangs erforderlich sind, können in diesem Fall in Form eines Fluids über den Kanal in die Reaktionskammer bzw. die Bodenausnehmung eingeführt werden.  Reaction process are required, can be introduced in this case in the form of a fluid through the channel in the reaction chamber or the Bodenausnehmung.
Der hier vorgestellte Ansatz bietet den Vorteil, dass nunmehr eine sehr einfache technische Möglichkeit zur Durchführung einer biochemischen Reaktion eröffnet wird, ohne dass Zwischenprodukte der biochemischen Reaktion aus The approach presented here has the advantage that now a very simple technical possibility for carrying out a biochemical reaction is opened without intermediate products of the biochemical reaction
unterschiedlichen Prozessstadien manuell miteinander zusammengeführt werden müssten. Insbesondere kann vermieden werden, dass ein Zwischenprodukt einer ersten Teilreaktion, in der eine Flüssigphasen-Reaktion ausgeführt wird, manuell in ein separates Kompartiment verbracht werden muss, um eine zweite different process stages would have to be merged manually. In particular, it can be avoided that an intermediate product of a first partial reaction, in which a liquid-phase reaction is carried out, has to be moved manually into a separate compartment, by a second
Teilreaktion auszuführen, in der eine Festphasen-Reaktion abläuft. Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht somit eine deutlich kostengünstigere und schnellere Ausführung einer gewünschten biochemischen Reaktion, Perform partial reaction in which a solid-phase reaction takes place. The approach presented here thus enables a much more cost-effective and faster execution of a desired biochemical reaction,
insbesondere wenn diese biochemische Reaktion zwei separate Teile bzw. especially if this biochemical reaction has two separate parts or
Teilreaktionen aufweist, die auf Materialien in unterschiedlichen Has partial reactions that are based on materials in different
Aggregatszuständen basiert. Aggregate states based.
Günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Folie an dem Deckelelement befestigt ist, insbesondere wobei die Folie eine der Durchgangsöffnung gegenüberliegende Öffnung der Deckelausnehmung fluiddicht verschließt und/oder wobei im Bereich der Deckelausnehmung das Deckelelement eine Durchgangsöffnung aufweist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass ein Fluid oder ein anders Material in der Bodenausnehmung bzw. der Reaktionskammer sehr leicht (weiter-) bewegt werden kann, um es beispielsweise aus der Bodenausnehmung bzw. der Redaktionskammer auszufördern und/oder in eine weitere An embodiment of the present invention in which the film is fastened to the cover element is advantageous, in particular wherein the film fluid-tightly closes an opening of the lid recess opposite the through-opening and / or wherein the cover element has a passage opening in the region of the lid recess. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that a fluid or another material in the bottom recess or the reaction chamber can be very easily (further) moved, for example, from the bottom recess or the editorial board and / or in another
Reaktionskammer zu drücken. Beispielsweise kann diese Bewegung des Fluids oder des anderen Materials durch einen Druck auf das Deckelelement im Bereich der Deckelausnehmung erfolgen, der über die Folie auf das Fluid in der Press reaction chamber. For example, this movement of the fluid or of the other material can take place by a pressure on the lid element in the region of the lid recess which, via the film, acts on the fluid in the lid
Bodenausnehmung übertragen wird. Besonders einfach lässt sich eine solche Bewegung des Fluids oder des anderen Materials dann ausführen, wenn im Bereich der Deckelausnehmung das Deckelelement eine Durchgangsöffnung aufweist, über welche ein pneumatischer Druck in die Deckelausnehmung eingeleitet wird, und somit einen Druck auf die Folie ausübt, die sich Floor recess is transmitted. Such a movement of the fluid or of the other material can be carried out particularly easily if the cover element has a passage opening in the region of the cover recess, via which a pneumatic pressure is introduced into the cover recess, and thus exerts a pressure on the film which forms
infolgedessen in den Bereich der Bodenausnehmung auswölbt. as a result bulges in the area of the bottom recess.
Gemäß einer besonders günstige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Deckelelement zumindest eine weitere Deckelausnehmung und das Bodenelement zumindest eine weitere Bodenausnehmung aufweisen, wobei die weitere Deckelausnehmung der weiteren Bodenausnehmung gegenüberliegend angeordnet ist und wobei die Bodenausnehmung und die weitere According to a particularly favorable embodiment of the present invention, the cover element may have at least one further cover recess and the bottom element at least one further bottom recess, wherein the further cover recess of the further bottom recess is arranged opposite and wherein the bottom recess and the other
Bodenausnehmung mittels des Kanals fluidisch gekoppelt sind. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass zwei unterschiedliche Reaktionskammern bereitgestellt werden können, sodass beispielsweise unterschiedliche Prozessstadien der biochemischen Reaktionen, die beispielsweise unterschiedliche Reaktionstemperaturen erfordern, auch in unterschiedlichen Bereichen der Analyseeinheit (das heißt den unterschiedlichen der Reaktionskammern) ausgeführt werden können. Dies ermöglicht vorteilhaft eine sehr flexible Verwendung der Analyseeinheit für unterschiedliche biochemische Reaktionen. Floor recess are fluidly coupled by means of the channel. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that two different reaction chambers can be provided, so that, for example, different process stages of the biochemical reactions, which for example require different reaction temperatures, can also be carried out in different regions of the analysis unit (that is, the different ones of the reaction chambers). This advantageously allows a very flexible use of the analysis unit for different biochemical reactions.
Um besonders flexibel und präzise einzelne biochemische Materialien nachweisen zu können, die beispielsweise für eine Reaktion mit einem In order to be able to demonstrate particularly flexible and precise individual biochemical materials, for example, for a reaction with a
Indikatormaterial unterschiedliche Reaktionstemperaturen erfordern, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der weiteren Bodenausnehmung ein weiteren Sondenträger angeordnet sein, der als weiteren Sonde zumindest ein weiteres Indikatormaterial zur Identifizierung eines anderen biochemischen Materials aufweist, wobei das weitere Indikatormaterial auf dem weiteren Sondenträger einen festem Aggregatszustand aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch die Bodenausnehmung den Kanal in zumindest zwei Teilkanäle trennen, wobei zumindest ein Teilkanal eine fluidische Verbindung mit einer Außenumgebung der Analysevorrichtung ermöglicht, insbesondere wobei zumindest ein Teilkanal ein Ventil aufweist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders einfachen und/oder steuerbaren Füllung oder Entnahme von Material, insbesondere einem fluidischen Material aus der Bodenausnehmung bzw. der Reaktionskammer. Um insbesondere mehrere Prozessstadien zyklisch wiederholen zu können, sind in einer besonders günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindungen die Teilkanäle an einem der Bodenausnehmung abgewandten Ende fluidisch miteinander gekoppelt oder koppelbar, insbesondere wobei die Teilkanäle Komponenten eines ringförmigen Kanals sind. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine biochemische Reagenz beispielsweise in unterschiedliche Bodenausnehmungen bzw. Indicator material require different reaction temperatures, according to a further embodiment of the present invention, a further probe carrier may be arranged in the further bottom recess, which has as another probe at least one further indicator material for identifying another biochemical material, wherein the further indicator material on the other probe carrier a solid state having. According to a further embodiment of the present invention, the bottom recess can also separate the channel into at least two subchannels, wherein at least one subchannel enables a fluidic connection with an external environment of the analysis device, in particular wherein at least one subchannel has a valve. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly simple and / or controllable filling or removal of material, in particular a fluidic material from the bottom recess or the reaction chamber. In particular, in order to be able to repeat several process stages cyclically, in a particularly favorable embodiment of the present invention, the sub-channels are fluidically coupled or coupled to each other at an end remote from the bottom recess, in particular wherein the sub-channels are components of an annular channel. Such an embodiment of the present invention has the advantage that a biochemical reagent, for example, in different Bodenausnehmungen or
Reaktionskammern durch zyklische Weiterverschiebung über die Teilkanäle erfolgen kann, wobei eine Bewegungsrichtung für die Reagenz nicht verändert werden braucht. Reaction chambers can be carried out by cyclic further displacement over the sub-channels, wherein a direction of movement for the reagent need not be changed.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Sondenträger als Sonde zumindest ein weiteres ein zusätzliches An embodiment of the present invention is particularly favorable, in which the probe carrier as probe at least one additional one additional
Indikatormaterial zur Identifizierung zumindest eines zusätzlichen biochemischen Materials aufweist, wobei das zusätzliche Indikatormaterial auf dem Indicator material for identifying at least one additional biochemical material, wherein the additional indicator material on the
Sondenträger einen festen Aggregatszustand aufweist. Eine solche Probe carrier has a solid state of aggregation. Such
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass auf einem einzigen Sondenträger mehrere unterschiedliche biochemische Materialien und/oder unterschiedliche Konzentrationen eines solchen Materials identifiziert bzw. besonders kostengünstig, schnell und technisch einfach realisierbar detektiert werden können.  Embodiment of the present invention has the advantage that on a single probe carrier several different biochemical materials and / or different concentrations of such a material can be identified or detected particularly cost-effective, fast and technically easy to implement.
Um nun sicherzustellen, dass ein Indikatormaterial auf dem Sondenträger an einer vordefinierten Position angeordnet unverändert verbleibt, kann gemäß einer günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Sondenträger zumindest eine Sondenträgerausnehmung aufweisen, in der das zumindest eine Indikatormaterial angeordnet ist, insbesondere wobei die In order to ensure that an indicator material remains arranged on the probe carrier at a predefined position, the probe carrier can, according to a favorable embodiment of the present invention, have at least one probe carrier recess in which the at least one probe carrier has Indicator material is arranged, in particular wherein the
Sondenträgerausnehmung eine vorbestimmte Mindesttiefe aufweist. Sondenträgerausnehmung having a predetermined minimum depth.
Ferner kann auch gemäß einer Ausführungsform der Sondenträger ausgebildet und derart angeordnet sein, dass während der Polymerase-Kettenreaktion eine Reaktion einer Substanz mit dem Indikatormaterial zur Identifizierung des biochemischen Materials ausführbar ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders kompakten Bauform der Analyseeinheit, wobei die Analyseeinheit zudem sehr kostengünstig hergestellt werden kann. Furthermore, according to one embodiment, the probe carrier can also be designed and arranged such that a reaction of a substance with the indicator material for identifying the biochemical material can be carried out during the polymerase chain reaction. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly compact design of the analysis unit, wherein the analysis unit can also be produced very inexpensively.
Auch schafft der hier vorgestellte Ansatz eine Analysevorrichtung zum Betreiben einer Analyseeinheit gemäß einer hier vorgestellten Variante, wobei die Also, the approach presented here creates an analysis device for operating an analysis unit according to a variant presented here, wherein the
Analysevorrichtung zumindest folgende Merkmale aufweist: Analysis device has at least the following features:
einem Halter zur Platzierung und/oder Halterung der Analyseeinheit während eines Betriebs der Analysevorrichtung;  a holder for placing and / or holding the analysis unit during operation of the analysis device;
einer Temperierungseinheit zur Temperierung eines Fluids oder eines Feststoffs in der von dem Halter gehaltenen Analyseeinheit; und  a tempering unit for controlling the temperature of a fluid or a solid in the analysis unit held by the holder; and
einer Auswertungseinheit zur Auswertung einer Veränderung des  an evaluation unit for evaluating a change in the
Indikatormaterials.  Indicator material.
Unter einem Halter kann beispielsweise auch eine Auflagefläche verstanden werden, auf der die Analyseeinheit während des Betriebs der Analysevorrichtung platziert ist. Unter einer Temperierungseinheit kann eine Einheit verstanden werden, die zumindest einen Teilabschnitt der Analyseeinheit erhitzt oder kühlt.For example, a holder may also be understood to mean a bearing surface on which the analysis unit is placed during the operation of the analysis device. A tempering unit may be understood to be a unit which heats or cools at least one section of the analysis unit.
Unter einer Auswertungseinheit kann eine Einheit verstanden werden, die eine Zustandsveränderung des zumindest einen Indikatormaterials erfasst, beispielsweise durch optische Analyse einer von dem Indikatormaterial (oder von einem durch das biochemische Material veränderten Indikatormaterial) konvertierten oder abgegebenen elektromagnetischen Strahlung. Eine solcheAn evaluation unit can be understood as meaning a unit which detects a change in state of the at least one indicator material, for example by optical analysis of electromagnetic radiation converted or emitted by the indicator material (or by an indicator material changed by the biochemical material). Such
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer sehr kompakten Analyse eines biochemischen Materials mit einer kostengünstig und einfach bereitzustellenden Analyseeinheit. Embodiment of the present invention offers the advantage of a very compact analysis of a biochemical material with an inexpensive and easy-to-provide analysis unit.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Temperierungseinheit ausgebildet ist, um zeitgleich unterschiedliche Abschnitte der Analyseeinheit auf je eine andere Temperatur zu bringen. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet in Vorteil, dass unterschiedliche Teilreaktionen, die unterschiedliche Reaktionstemperaturen erfordern, zeitgleich in unterschiedlichen Abschnitten der Analyseeinheit ausgeführt werden können. Auf diese Weise lässt sich sehr schnell eine Analyse eines biochemischen Materials mit einer technisch einfach herzustellenden Analyseeinheit durchführen. An embodiment of the present invention in which the temperature control unit is designed to be different at the same time is particularly favorable To bring sections of the analysis unit to a different temperature. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that different partial reactions, which require different reaction temperatures, can be carried out simultaneously in different sections of the analysis unit. In this way, an analysis of a biochemical material can be performed very quickly with a technically simple to produce analysis unit.
Ferner schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Verfahren zum Betrieb einer Analyseeinheit gemäß einer hier vorgestellten Variante, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Furthermore, the approach presented here provides a method for operating an analysis unit according to a variant presented here, the method having the following steps:
Bereitstellen der Analyseeinheit;  Providing the analysis unit;
Beaufschlagen der Analsyseeinheit mit einem zu analysierenden Material und/oder mit einem Katalysematerial zur Durchführung einer Reaktion in der Analyseeinheit; und  Applying an analyte to the analyzing unit and / or catalytic material to perform a reaction in the analysis unit; and
Auswerten einer Veränderung des Indikatormaterials auf dem Sondenträger.  Evaluating a change in the indicator material on the probe carrier.
Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders schnellen und kostengünstigen Möglichkeit zur Analyse eines biochemischen Materials. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly rapid and inexpensive way of analyzing a biochemical material.
Günstig ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Schritte des Beaufschlagens und Auswertens zumindest teilweise zeitgleich ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass beispielsweise unterschiedliche Teilschritte der Also favorable is an embodiment of the present invention in which the steps of loading and evaluating are carried out at least partially simultaneously. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that, for example, different sub-steps of
Polymerase-Kettenreaktion zeitgleich oder parallel ausgeführt werden können, sodass sich einerseits sehr schnell ein Ergebnis der Polymerase-Kettenreaktion analysieren lässt und andererseits die Durchführung der Polymerase- Kettenreaktion technisch sehr einfach, d.h. insbesondere ohne manuelle  Polymerase chain reaction can be carried out simultaneously or in parallel, so that on the one hand can be analyzed very quickly a result of the polymerase chain reaction and on the other hand, the implementation of the polymerase chain reaction technically very simple, i. especially without manual
Zwischenschritte, ausgeführt werden kann. Intermediate steps, can be performed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Beaufschlagens und/oder im Schritt des Auswertens ein Temperieren des zu analysierenden Materials, des Katalysematerials und/oder des According to a further embodiment of the present invention, in the step of charging and / or in the step of the evaluation, a temperature control of the material to be analyzed, the catalytic material and / or the
Indikatormaterials erfolgen. Eine solche Ausführungsform der vorliegendenIndicator material. Such an embodiment of the present invention
Erfindung bietet den Vorteil, der unterschiedliche Teilschritte der Polymerase- Kettenreaktion unterschiedliche Reaktionstemperaturen verwenden zu können, so dass die einzelnen Teilschritte dieser Polymerase-Kettenreaktion in einem für sie jeweils optimalen Umgebungsszenario ablaufen können. Ferner wird vorliegend ein Verfahren zur Herstellung einer Analyseeinheit gemäß einer hier vorgestellten Variante vorgeschlagen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Invention offers the advantage that different sub-steps of the polymerase To be able to use chain reaction different reaction temperatures, so that the individual sub-steps of this polymerase chain reaction can proceed in an optimal environment for each case environment. Furthermore, a method for producing an analysis unit according to a variant presented here is proposed herein, the method comprising the following steps:
Bereitstellen des Deckelelementes mit dem mit zumindest einer  Providing the cover element with the at least one
Deckelausnehmung, wobei im Bereich der Deckelausnehmung das  Deckelausnehmung, wherein in the region of the Deckelausnehmung
Deckelelement eine Durchgangsöffnung aufweist, des Bodenelements, das zumindest eine Bodenausnehmung aufweist, der Folie und einem  Cover member having a through hole, the bottom member having at least one bottom recess, the film and a
Sondenträger, der als Sonde zumindest ein Indikatormaterial zur  Probe carrier, as a probe at least one indicator material for
Identifizierung eines biochemischen Materials aufweist, wobei das  Identification of a biochemical material, wherein the
Indikatormaterial auf dem Sondenträger einen festem Aggregatszustand aufweist;  Indicator material on the probe carrier has a fixed state of aggregation;
Anordnen des Sondenträgers in der Bodenausnehmung;  Placing the probe carrier in the bottom recess;
Abdecken der Deckelausnehmung mit der Folie; und  Covering the lid recess with the foil; and
Bilden des Kanalbereichs um ein Fluid in die Bodenausnehmung der Forming the channel region around a fluid in the bottom recess of
Reaktionskammer einzuleiten und/oder auszuleiten, wobei das Bilden durch Anordnen der Bodenausnehmung gegenüberliegend der Initiate and / or dissipate reaction chamber, the forming by placing the bottom recess opposite to the
Deckelausnehmung erfolgt, um die Reaktionskammer zu bilden.  Deckelausnehmung done to form the reaction chamber.
Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil eine Analyseeinheit zur besonders kostengünstigen und schnellen Identifikation eines biochemischen Materials herstellen zu können. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of being able to produce an analysis unit for the particularly cost-effective and rapid identification of a biochemical material.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese The present invention further provides a control device which is designed to implement or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also through this
Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die derEmbodiment variant of the invention in the form of a control unit, the
Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Invention underlying task to be solved quickly and efficiently.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des In the present case, a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. At a For example, in terms of hardware, the interfaces may be part of a so-called system ASIC, which performs various functions of the system
Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können dieControl unit includes. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the
Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Interfaces software modules that are available for example on a microcontroller in addition to other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem An advantage is also a computer program product with program code, which on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a
Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Insbesondere schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung oder Ansteuerung der Schritte eines hier vorgestellten Verfahrens, wenn das Programmprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird. Hard disk space or an optical storage can be stored and used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program product is executed on a computer or a device. In particular, the approach presented here creates a computer program product with program code for carrying out or controlling the steps of a method presented here when the program product is executed on a device.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese The present invention further provides an apparatus configured to perform the steps of a variant of a method presented herein in corresponding apparatus. Also through this
Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules. The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1A eine Aufsichtdarstellung auf eine Analyseeinheit gemäß einem 1A is a plan view of an analysis unit according to a
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  Embodiment of the present invention;
Fig. 1 B eine Querschnittdarstellung auf eine Analyseeinheit gemäß dem in Fig. 1 B is a cross-sectional view of an analysis unit according to the in FIG.
1A darstellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  1A represented an embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine Aufsichtdarstellung auf eine Analyseeinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 is a plan view of an analysis unit according to another embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 3 eine Querschnittdarstellung auf eine Analyseeinheit gemäß dem in Fig. FIG. 3 is a cross-sectional view of an analysis unit according to the embodiment shown in FIG.
2 darstellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  2 illustrated embodiment of the present invention;
Fig. 4 eine Aufsichtdarstellung auf eine Analyseeinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 is a plan view of an analysis unit according to another embodiment of the present invention;
Fig. 5A und 5B Aufsichtdarstellungen auf Analyseeinheiten gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; 5A and 5B are top views of analysis units according to further embodiments of the present invention;
Fig. 6A eine Querschnittdarstellung auf einen Sondenträger gemäß einem 6A is a cross-sectional view of a probe carrier according to a
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  Embodiment of the present invention;
Fig. 6B eine Querschnittdarstellung auf einen Sondenträger gemäß einem 6B is a cross-sectional view of a probe carrier according to a
weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  another embodiment of the present invention;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Analysevorrichtung mit einer schematischen Darstellung einer in die Analysevorrichtung Fig. 7 is a schematic representation of an analysis device with a schematic representation of a in the analysis device
eingebrachten Analyseeinheit;  incorporated analysis unit;
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betrieb einer Analyseeinheit; und 8 is a flowchart of an embodiment of a method for operating an analysis unit; and
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Analyseeinheit. In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren 9 is a flowchart of an embodiment of a method for manufacturing an analysis unit. In the following description of favorable embodiments of the present invention are for the in the various figures
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche represented and similar elements acting the same or similar
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieserReference is made to a repeated description of this
Elemente verzichtet wird. Elements is omitted.
Bei dem hier vorgestellten biochemischen Ansatz ist das DNA-Mikroarray (als Beispiel eines Sondenträgers) direkt in eine PCR-Reaktionskammer In the biochemical approach presented here, the DNA microarray (as an example of a probe carrier) is directly in a PCR reaction chamber
eingebunden. Die auf dem DNA-Mikroarray immobilisierten DNA-Sonden nehmen aktiv an der PCR teil und immobilisieren so spezifisch involved. The DNA probes immobilized on the DNA microarray actively participate in the PCR and thus immobilize specifically
Amplifikationsprodukt (d. h. das biochemische Material). Die Amplification product (i.e., the biochemical material). The
oberflächengebundenen Produkte (bzw. Zwischenprodukte) aus einem biochemischen Prozess (wie der PCR) können entweder in Echtzeit oder nach der Reaktion detektiert und/oder ausgewertet werden. Surface-bound products (or intermediates) from a biochemical process (such as PCR) can be detected and / or evaluated either in real time or after the reaction.
Fig. 1A zeigt eine Aufsichtdarstellung einer Analyseeinheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Fig. 1 B zeigt eine 1A shows a top view of an analysis unit 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 1B shows a
Schnittdarstellung des in der Fig. 1A dargestellten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung entlang A aus Fig. 1A. Dabei weist die AnalyseeinheitSectional view of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1A along A of FIG. 1A. In this case, the analysis unit
100 nur eine einzige PCR-Reaktionskammer 1 10 auf. 100 only a single PCR reaction chamber 1 10 on.
Die Analyseeinheit 100 umfasst mehrere Schichten, wie es aus der Fig. 1 B zu erkennen ist. Ein Schichtaufbau besteht aus einem ersten Polymersubstrat als Deckelelement 130, welches eine Deckelausnehmung 135 und ein The analysis unit 100 comprises a plurality of layers, as can be seen from FIG. 1B. A layer structure consists of a first polymer substrate as cover element 130, which has a cover recess 135 and a
Durchgangsloch 137 aufweist, wobei an der Unterseite des Deckelementes 130 eine auslenkbare Polymermembran als Folie 140 angebracht ist. Diese Folie 140 kann beispielsweise fluiddicht mit dem Deckelelement 130 verbunden sein, sodass ein Kontakt zwischen einem durch das Durchgangsloch bewegbaren Medium nicht in einen Bereich außerhalb der Folie 140 gelangen kann.  Through hole 137, wherein on the underside of the cover member 130, a deflectable polymer membrane is attached as a film 140. This film 140 may, for example, be connected in a fluid-tight manner to the cover element 130 so that contact between a medium that can be moved through the through-hole and not reach a region outside the film 140.
Planparrallel zu diesem Aufbau des Deckelelementes 130 befindet sich ein Bodenelement 150, beispielsweise in der Form eines zweiten Polymersubstrats, das in einer Bodenelementausnehmung 152 die PCR-Reaktionskammer 1 10 mit einem DNA-Mikroarray als Sondenträger 155 aufweist. Auf dem Mikroarray 155 sind unterschiedliche Oligonukleotide als Sonden 157 in Form von einzelnen Spots immobilisiert. Für Befüllung und Entleerung ist an die Kammer 1 10 jeweils ein mikrofluidischer Kanal 160 (der beispielsweise durch die Reaktionskammer 1 10 in zwei Teilkanäle 160a und 160b getrennt ist) angeschlossen. Beiden Kanäle 160a und 160b weisen je ein steuerbares Ventil 165 auf, um die mit einem PCR-Reaktionsmix (d. h. mit zu analysierendem Material und/oder mitPlanar parallel to this structure of the cover member 130 is a bottom member 150, for example in the form of a second polymer substrate having in a Bodenelementausnehmung 152, the PCR reaction chamber 1 10 with a DNA microarray as a probe support 155. On the microarray 155 are different oligonucleotides as probes 157 in the form of individual Spots immobilized. For filling and emptying, a microfluidic channel 160 (which is separated, for example, by the reaction chamber 110 into two sub-channels 160a and 160b) is connected to the chamber 110. Both channels 160a and 160b each have a controllable valve 165 to communicate with a PCR reaction mix (ie with material to be analyzed and / or with
Katalysatormaterial, welches als Hilfsmaterial zur Durchführung der Catalyst material which is used as auxiliary material for carrying out the
biochemischen Reaktion erforderlich ist) befüllte Kammer 1 10 während der (biochemischen) Reaktion verschlossen zu halten. In einem definierten Bereich 175, in dem die Reaktionskammer 1 10 angeordnet wird, kann durch eine nachfolgend noch näher beschriebene Analysevorrichtung thermische Energie für die Durchführung einer PCR eingebracht und entzogen werden. biochemical reaction is required) to keep filled chamber 1 10 closed during the (biochemical) reaction. In a defined region 175, in which the reaction chamber 110 is arranged, thermal energy for carrying out a PCR can be introduced and removed by an analysis device described in more detail below.
Während der PCR werden bestimmte DNA-Motive einer Template-DNA zunächst in der Flüssigphase vervielfältigt. Gebildete PCR-Produkte können nun an Abschnitt-spezifische, immobilisierte Oligonukleotide anbinden. Durch During the PCR, certain DNA motifs of a template DNA are first amplified in the liquid phase. Formed PCR products can now bind to section-specific, immobilized oligonucleotides. By
Identifikation der Spots, an die ein PCR-Produkt angebunden hat, werden Aussagen über Präsenz/Absenz bestimmter DNA-Motive möglich.  Identification of the spots to which a PCR product has been attached make statements about the presence / absence of certain DNA motifs possible.
Fig. 2 zeigt eine Aufsichtdarstellung einer Analyseeinheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 zeigt eine FIG. 2 shows a top view of an analysis unit 100 according to an embodiment of the present invention. Fig. 3 shows a
Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A des in Fig. 2 dargestellten  Sectional view along the section line A of shown in Fig. 2
Ausführungsbeispiels der Analyseeinheit 100, die zwei über den Teilkanal 160b miteinander fluidisch gekoppelte PCR-Reaktionskammern 1 10 und 210 aufweist. Die zweite Reaktionskammer 210 kann dabei (bis auf das Vorhandensein des Sondenträgers 155) analog zur (ersten) Reaktionskammer gebildet werden.Embodiment of the analysis unit 100, the two on the sub-channel 160b fluidly coupled to each other PCR reaction chambers 1 10 and 210 has. The second reaction chamber 210 can be formed analogously to the (first) reaction chamber (except for the presence of the probe carrier 155).
Beispielsweise kann zur Ausbildung der zweiten Reaktionskammer 210 das Deckelelement 130 eine weitere Deckelausnehmung 235 aufweisen, die über ein weiteres Durchgangsloch 237 mit einer Außenumgebung der Analysevorrichtung 100 fluidische verbunden ist. Auch kann die Folie die zweite Deckelausnehmung 235 an einer dem weiteren Durchgangsloch gegenüberliegenden Seite fluiddicht verschließen. Das Bodenelement 150 kann eine weitere Bodenausnehmung 252 aufweisen, durch die die zweite Reaktionskammer 210 gebildet ist. For example, to form the second reaction chamber 210, the cover element 130 may have a further cover recess 235 which is fluidically connected to an external environment of the analyzer 100 via a further through-hole 237. The film can also close the second lid recess 235 in a fluid-tight manner on a side opposite the further through-hole. The bottom element 150 may have a further bottom recess 252 through which the second reaction chamber 210 is formed.
Bei diesem Ausführungsbeispiel existieren zwei definierte Temperaturbereiche 175 und 220, in denen über die gesamte Zeit der PCR eine je eine konstante, jedoch unterschiedliche Temperatur eingestellt ist. Dadurch werden die Anforderungen an eine Temperiereinheit einer Analysevorrichtung gegenüber einer Analysevorrichtung für einen Betrieb der Analyseeinheit 100 gemäß dem in den Figuren 1 A und 1 B dargestellten Ausführungsbeispiel reduziert, bei der die Temperatur zwischen ~ 60 °C und -95 °C in einem Zeitfenster von Minuten variiert werden muss (z. B. mittels Peltier-Element). Um den PCR-Reaktionsmix unterschiedlichen Temperaturen auszusetzen, wird in dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel das Reaktionsvolumen (d. h. das Fluid mit dem zu analysierenden Material und/oder dem Katalysematerial) mittels der auslenkbaren Polymermembran 140 zwischen den beiden Kammern hin und her geschoben. Diese hin- und herbewegen kann beispielsweise durch einen Druck erfolgen, welcher über die Durchgangslöcher 137 bzw. 237 auf die Folie 140 über den jeweiligen Reaktionskammern 1 10 bzw. 210 ausübt, wobei sich durch die Auswölbung der Folie in diese Reaktionskammern 1 10 bzw. 210 die in den jeweiligen Reaktionskammern befindlichen Fluide ausfördern lassen. In this exemplary embodiment, two defined temperature ranges 175 and 220 exist in which a constant, but different temperature is set over the entire time of the PCR. This will be the Requirements for a temperature control unit of an analysis device compared to an analysis device for operation of the analysis unit 100 according to the embodiment illustrated in Figures 1 A and 1 B, in which the temperature between -60 ° C and -95 ° C in a time window of minutes are varied must (eg by means of Peltier element). In order to expose the PCR reaction mix to different temperatures, in the embodiment illustrated in Figures 2 and 3, the reaction volume (ie, the fluid having the material to be analyzed and / or the catalytic material) is pushed back and forth between the two chambers by means of the deflectable polymer membrane 140 , This reciprocating movement can take place, for example, by a pressure which exerts on the film 140 via the through-holes 137 or 237 on the respective reaction chambers 1 10 and 210, wherein the bulging of the film into these reaction chambers 1 10 or 210 let out the fluids located in the respective reaction chambers.
Ein wichtiges Ziel des hier vorgestellten Ansatzes kann darin gesehen werden, eine Möglichkeit für geeignete Strukturen und Prozessabläufen für die An important goal of the approach presented here can be seen as a possibility for suitable structures and processes for the
Durchführung einer PCR in einem polymeren Mehrschichtverbund zu eröffnen. Dadurch werden eine Verkürzung der Prozesszeit und eine Reduzierung von Prozessschritten beispielsweise beim Nachweis von Nukleinsäuren erreicht. Performing a PCR in a polymeric multilayer composite. This achieves a shortening of the process time and a reduction of process steps, for example, in the detection of nucleic acids.
Dabei kann ein polymerer Schichtaufbau der Analyseeinheit 100 mit einem integrierten DNA-Mikroarray 155 verwendet werden. Das DNA-Mikroarray 155 ist entweder direkt in einer PCR-Reaktionskammer 1 10 oder einer separaten Arraykammer vorhanden. Durch hin- und herschieben des Reaktionsvolumens (d. h. des Fluids mit dem zu analysierenden material bzw. dem Katalysematerial) zwischen Kammern 1 10 bzw. 210, die sich auf unterschiedlichen Temperaturen befinden, wird eine PCR-Reaktion durchgeführt. Die immobilisierten In this case, a polymeric layer structure of the analysis unit 100 with an integrated DNA microarray 155 can be used. The DNA microarray 155 is present either directly in a PCR reaction chamber 110 or in a separate array chamber. By pushing back and forth the reaction volume (i.e., the fluid with the material to be analyzed or the catalytic material) between chambers 110 and 210, which are at different temperatures, a PCR reaction is carried out. The immobilized
Oligonukleotide als Sonden 157 des Mikroarrays 155 nehmen aktiv an der PCR- Reaktion teil, sodass DNA-Sequenzen an bestimmten Stellen des Arrays 155 lokalisiert werden. Oligonucleotides as probes 157 of the microarray 155 actively participate in the PCR reaction so that DNA sequences are located at certain locations of the array 155.
Durch den hier vorgestellten Ansatz ergeben sich am Beispiel einer PCR als biochemischer Reaktion folgende Vorteile: The approach presented here results in the following advantages as a biochemical reaction using the example of a PCR:
- Das PCR-Produkt muss vor der Hybridisierung nicht mehr umgepuffert werden. - Das LoC System benötigt kein Puffer mehr für eine Hybridisierung. - The PCR product does not need to be rebuffered before hybridization. - The LoC system no longer needs a buffer for hybridization.
- Die beschrieben Strukturen und Verfahren ermöglichen einen schnelleren Prozessablauf zusammen mit einer vereinfachten Prozessführung.  The described structures and methods enable a faster process flow together with a simplified process control.
- Verkürzung der Gesamtdauer des Nachweises von genetischen Merkmalen.  - Shortening the total duration of proof of genetic characteristics.
Bei dem vorgestellten Verfahren werden PCR-Produkte bereits während der In the presented process, PCR products are already being used during the
PCR ortsaufgelöst und detektierbar an spezifischen Spots des Mikroarrays immobilisiert. PCR spatially resolved and detectably immobilized at specific spots of the microarray.
- Einsatz eines oberflächensensitiven Messverfahrens.  - Use of a surface-sensitive measuring method.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Analyseeinheit 100 findet die Reaktion in einem System aus drei über Teilkanäle 160 fluidisch miteinander verschalteten PCR-Kammern 1 10, 210 und 310 statt, wie es in der According to a further exemplary embodiment of an analysis unit 100, the reaction takes place in a system of three PCR chambers 1 10, 210 and 310, which are fluidically interconnected via sub-channels 160, as described in US Pat
Aufsichtdarstellung der Fig. 4 wiedergegeben ist. Dabei nun die drei Top view of Fig. 4 is shown. Now the three
Analysekammern 1 10, 210 und 310 analog zueinander aufgebaut, wobei in den ersten beiden Analysekammern 1 10 und 210 je ein Sondenträger 255 Analysis chambers 1 10, 210 and 310 constructed analogously to each other, wherein in the first two analysis chambers 1 10 and 210 each have a probe carrier 255th
angeordnet ist. Dadurch können für eine 3-step-PCR drei verschieden temperierte Bereiche/Kammern realisiert werden, zum Beispiel für dreischrittige PCR-Reaktionen (z. B. Anlagerungstemperatur 175 = 50 °C - 65 °C, is arranged. As a result, three different temperature-controlled regions / chambers can be realized for a 3-step PCR, for example for three-step PCR reactions (eg annealing temperature 175 = 50 ° C.-65 ° C.,
Verlängerungstemperatur 220 = 72 °C; Aufschmelztemperatur 320 = 95 °C). Das Array 155 bzw. 255 kann hierbei entweder in der Kammer 1 10 das auf Extension temperature 220 = 72 ° C; Melting temperature 320 = 95 ° C). The array 155 or 255 can in this case either in the chamber 1 10 on
Anlagerungstemperatur 175 der in der Kammer 210 die auf Annealing temperature of 175 in the chamber 210 on
Verlängerungstemperatur 220 ist, positioniert sein. Weiterhin kann auch die erste Reaktionskammer 1 10 und die zweite Reaktionskammer 310 auf eine Extension temperature 220 is to be positioned. Furthermore, the first reaction chamber 1 10 and the second reaction chamber 310 to a
Temperatur zwischen 55 und 72 °C temperiert sein (Anlagerungs- und Temperature between 55 and 72 ° C tempered (Anlagerungs- and
Verlängerungstemperatur), und die dazwischenliegende Kammer 210 auf Aufschmelztemperatur temperiert sein. Extension temperature), and the intermediate chamber 210 may be tempered to the melting temperature.
Für eine 2-step-PCR kann das Reaktionsvolumen zunächst (unter Verwendung des Teilkanals 160b) zwischen beispielsweise Kammern 1 10 und 210 zwischen 1 bis 40 Zyklen hin- und herbewegt werden, und im Anschluss daran (unterFor a 2-step PCR, the reaction volume may first be reciprocated (using sub-channel 160b) between, for example, chambers 110 and 210 for between 1 to 40 cycles, and subsequently (under
Verwendung des Teilkanals 160c) zwischen den Kammern 210 und 310 zwischen 1 bis 40 Zyklen, wobei dann beispielsweise entgegen der Darstellung aus Fig. 4 nur die Kammer 310 das (zweite) Array 255 enthält. Fig. 5A zeigt eine Aufsichtdarstellung einer Analyseeinheit 1 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der eine Reaktionskammer 1 10 (Arraykammer) das Array 155 enthält. Die Kammer 1 10 befindet sich entweder im Temperaturbereich 175 der Anlagerungstemperatur oder Verlängerungstemperatur 220 (wie dies beispielsweise auch in der Use of the sub-channel 160c) between the chambers 210 and 310 between 1 to 40 cycles, in which case, for example, contrary to the illustration of FIG. 4, only the chamber 310 contains the (second) array 255. FIG. 5A shows a top view of an analysis unit 110 according to a further exemplary embodiment of the present invention, in which a Reaction chamber 1 10 (array chamber) contains the array 155. The chamber 1 10 is located either in the temperature range 175 of the annealing temperature or extension temperature 220 (as, for example, in the
Aufsichtdarstellung aus der Fig. 5B zu erkennen ist). Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht, dass zunächst eine PCR in den PCR-Kammern 410, 210 oder 310 ohne das Array 155 durchgeführt wird. Nach einer Amplifikation wird dann der Reaktionsmix in die Arraykammer 1 10 überführt, sodass die PCR-Produkte spezifisch an Oligonukleotide 157 gebunden werden können. Die Anbindung kann mittels Hybridisierung oder Primerverlängerungsreaktion erfolgen, bspw. durch hin- und her bewegen des Reaktionsvolumens zwischen einer Kammer aufTop view of FIG. 5B can be seen). This embodiment allows PCR to be initially performed in the PCR chambers 410, 210, or 310 without the array 155. After amplification, the reaction mixture is then transferred into the array chamber 110, so that the PCR products can be specifically bound to oligonucleotides 157. The attachment can be by means of hybridization or primer extension reaction, for example by moving the reaction volume back and forth between a chamber
Aufschmelztemperatur und der Arraykammer 1 10. Melting temperature and the array chamber 1 10.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Kammerein- 160a und - auslässe 160b eines fluidischen Layouts wie in den Figuren 2, 4, 5A und 5B gezeigt mit Rückschlagventilen 165 versehen sein. Dadurch wird bei According to another embodiment, the chamber inlet 160a and outlets 160b of a fluidic layout may be provided with check valves 165 as shown in FIGS. 2, 4, 5A and 5B. This will be added
Volumenverdrängung eine (einzige) Pumprichtung vorgegeben, was die  Volume displacement a (single) pumping direction given what the
Aktuierung des Fluids vereinfacht. Actuation of the fluid simplified.
Fig. 6A und 6B zeigt je eine Struktur um die Oberfläche des Arrays 155 (speziell die Spots der immobilisierten Oligonukleotide als Sonden 157) zu schützen. Da für die Überführung des PCR-Reaktionsvolumens von einer PCR-Kammer 1 10 in eine andere (entsprechend der Fig. 2 und der Fig. 4) die Polymermembran 140 pneumatisch ausgelenkt wird und dabei in Richtung des Bodens der FIGS. 6A and 6B each show a structure to protect the surface of the array 155 (specifically, the spots of the immobilized oligonucleotides as probes 157). As for the transfer of the PCR reaction volume from a PCR chamber 1 10 in another (as shown in FIG. 2 and FIG. 4), the polymer membrane 140 is pneumatically deflected, while in the direction of the bottom of the
Bodenausnehmung 152 gepresst wird, können möglicherweise die im Bodenausnehmung 152 is pressed, possibly in the
Arrayformat 155 immobilisierten Oligonukleotide 157 beschädigt werden. AlsArray format 155 immobilized oligonucleotides 157 are damaged. When
Gegenmaßnahme können die Spots des Arrays 155 entweder in Vertiefungen 610 oder auf einer mikroskopisch rauen Oberfläche 620 immobilisiert werden. As a countermeasure, the spots of the array 155 may be immobilized in either wells 610 or on a microscopically rough surface 620.
Die Oligonukleotide 157 können mit allen den aus dem Stand der Technik bekannten Immobilisierungschemien, wie zum Beispiel 3- aminopropyltriethoxysilane (APTES), 1 -ethyl-3(3-dimethylaminopropy1 )- carbodiimide (EDC), 1 ,4-phenylene diisothiocyanate (PDITC), s-SIAB, s-MBS, s- GMBS oder s- MBP auf den verschiedensten Materialien auf dem Sondenträger 155 fixiert werden. Die Arrays 155 können entweder direkt in einem Oligonucleotides 157 can be used with all immobilization chemistries known in the art, such as 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), 1-ethyl-3 (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide (EDC), 1, 4-phenylene diisothiocyanate (PDITC). , s-SIAB, s-MBS, s-GMBS or s-MBP on a variety of materials on the probe carrier 155 are fixed. The arrays 155 may be either directly in one
Polymersubstrat (d. h. dem Bodenelement 130) immobilisiert werden oder auf ein Substrat 155 gespottet werden, was dann in einem zweiten Schritt in eine PCR- Kammer 1 10 eingebracht und fixiert wird. Polymer substrate (ie, the bottom member 130) are immobilized or on a Substrate 155 are spotted, which is then introduced and fixed in a second step in a PCR chamber.
Fig. 7 zeigt Querschnittsdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer Analysevorrichtung 700 zum Betreiben einer Analyseeinheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einen polymeren FIG. 7 shows a cross-sectional illustration of an exemplary embodiment of an analysis device 700 for operating an analysis unit 100 according to an exemplary embodiment of the present invention with a polymer
Schichtaufbau. Die Analysevorrichtung 700 weist auf dessen Oberseite ein Heizbzw. Temperierelement (Temperiereinheit) 710 und auf dessen Unterseite eine Detektionseinheit 720 (Auswertungseinheit) angebracht ist. Die Anordnung aus Temperierelement 710 und Detektionseinheit 720 kann auch umgekehrt sein. Auch kann das Temperierelement 710 mehrere Teileinheiten umfassen, in denen die benachbart angeordneten Bereiche einer Analyseeinheit 100 auf zeitgleich auf unterschiedliche Temperaturen temperiert werden. Thermische Energie für die Durchführung einer temperaturgesteuerten PCR kann von der Layer structure. The analysis device 700 has on its upper side a Heizbzw. Tempering (tempering) 710 and on the underside of a detection unit 720 (evaluation unit) is mounted. The arrangement of tempering element 710 and detection unit 720 can also be reversed. The tempering element 710 may also comprise a plurality of subunits, in which the adjacently arranged regions of an analysis unit 100 are heated to different temperatures at the same time. Thermal energy for performing a temperature controlled PCR can be obtained from the
Temperiereinheit 710 unter anderem durch die Verwendung von temperierten Heizfingern, Peltier-Elementen, Infrarotstrahler oder Konvektion eingebracht werden. Um die Analyseeinheit 100 zu halten, kann ferner ein Halter 730 vorgesehen sein, der die Analyseeinheit 100 beispielsweise auf einer Oberfläche der Temperierungseinheit 710 während des Betriebs der Analysevorrichtung fixiert. Tempering 710 be introduced inter alia by the use of tempered heating fingers, Peltier elements, infrared radiators or convection. In order to hold the analysis unit 100, a holder 730 can also be provided which fixes the analysis unit 100, for example, on a surface of the temperature control unit 710 during the operation of the analyzer.
Die auf einem Mikroarray 155 angebundenen PCR-Produkte können entweder während oder nach der Reaktion mit verschiedenen Verfahren in der The PCR products attached to a microarray 155 can be used either during or after the reaction with various methods in the
Detektionseinheit 720 identifiziert werden: Detection unit 720 can be identified:
1 . Fluorometrische Detektion. Während der PCR werden Fluorophore in die entstehenden PCR-Produkte eingebaut. Nach Anregung dieser Fluorophore (z. B. mit evaneszenten Feldern, konfokal oder mit Durchlicht) können die emittierten Fluoreszenzsignale mittels CCD-Kamera, CMOS-Chips oder Photomultiplier gemessen werden. 1 . Fluorometric detection. During PCR, fluorophores are incorporated into the resulting PCR products. After excitation of these fluorophores (eg with evanescent fields, confocal or with transmitted light), the emitted fluorescence signals can be measured by means of CCD cameras, CMOS chips or photomultipliers.
2. Detektion von Oberflächenplasmonen. Die Oligonukleotide 157 werden beispielsweise auf Spots aus Gold immobilisiert. Nach oder während der PCR werden Oberflächenplasmonen in den Spots angeregt. In Abhängigkeit von der Menge an oberflächennahen DNA-Molekülen verschiebt sich die Plasmonenresonanzfrequenz. Durch Messung und Auswertung der von den Spots emittierten Intensitäten und/oder Frequenzen kann auf 2. Detection of surface plasmons. For example, oligonucleotides 157 are immobilized on gold spots. After or during PCR, surface plasmons in the spots are excited. Depending on the amount of near-surface DNA molecules, the plasmon resonance frequency shifts. By measurement and evaluation of the Spots emitted intensities and / or frequencies can be up
Bindungsereignisse rückgeschlossen werden.  Binding events are deduced.
Der Reaktionsmix enthält die Komponenten Polymerase, Reaktionspuffer, PCR- Primer und Nukleotide sowie reaktionsverbessernde Komponenten wie z. B. BSA und/oder Tween. Werden bei der PCR biotin-dUTP Nukleotiden eingesetzt, sind die entstehenden PCR-Produkte mit biotin-Molekülen gelabelt, an die in einem weiteren Schritt Fluorophor-streptavidin Konjugate anbinden können. Alternativ können in der PCR Fluorophor-markierte Primer eingesetzt werden, sodass die generierten PCR-Produkte direkt mit einem Fluorophor gelabelt sind. Für dieThe reaction mixture contains the components polymerase, reaction buffer, PCR primer and nucleotides and reaction-improving components such. BSA and / or Tween. If biotin-dUTP nucleotides are used in the PCR, the resulting PCR products are labeled with biotin molecules to which fluorophore streptavidin conjugates can be added in a further step. Alternatively, fluorophore-labeled primers can be used in the PCR so that the generated PCR products are labeled directly with a fluorophore. For the
Durchführung einer asymmetrischen PCR können die zwei PCR-Primer in unterschiedlichen Konzentrationen eingesetzt werden. Die nötigen Strukturen in den Polymersubstraten können beispielsweise durch Fräsen, Spritzguss, Heißprägen oder Laserstrukturierung erzeugt werden. Das Mikroarray 155 kann entweder direkt im Polymer ausgeformt sein oder als Einlegeteil, beispielsweise aus Glas hergestellt in den Polymerschichtaufbau eingebracht werden. Performing an asymmetric PCR, the two PCR primers can be used in different concentrations. The necessary structures in the polymer substrates can be produced for example by milling, injection molding, hot stamping or laser structuring. The microarray 155 can either be formed directly in the polymer or be introduced into the polymer layer structure as an insert, for example made of glass.
Materialbeispiele: Material examples:
Polymersubstrat (beispielsweise für Deckel- 130 und Bodenelement 150):  Polymer substrate (for example for lid 130 and bottom element 150):
Thermoplaste (z. B. PC, PP, PE, PMMA, COP, COC, PEEK) Thermoplastics (eg PC, PP, PE, PMMA, COP, COC, PEEK)
Polymermembran (Folie 140): Elastomer, thermoplastisches Elastomer TPU, TPS, Thermoplaste, Heißklebefolien, Siegelfolien für Mikrotiterplatten, Latex  Polymer membrane (film 140): Elastomer, thermoplastic elastomer TPU, TPS, thermoplastics, hot-melt adhesive films, sealing films for microtiter plates, latex
Beispielhafte Ausformung der Biomoleküle: Exemplary formation of the biomolecules:
- Länge der Oligonukleotide 157: 5— 100 Nukleotide Length of oligonucleotides 157: 5-100 nucleotides
- Linkermoleküle: Thiolgruppen, Aminogruppen, Gold, Glutharaldehyde,  - Linker molecules: thiol groups, amino groups, gold, glutharaldehyde,
Acrydite, beispielsweise über eine Kohlenstoff kette mit dem Oligonukleotide verbunden  Acrydites, for example via a carbon chain connected to the oligonucleotides
- PCR Primer: Länge zwischen 5 und 100 Nukleotiden, wobei sich die  - PCR primer: length between 5 and 100 nucleotides, whereby the
Schmelztemperatur der beiden Primer stark unterscheiden kann  Melting temperature of the two primers can differ greatly
- Polymerase: hot-Start Polymerasen, Proof-Reading Polymerasen  Polymerase: hot-start polymerases, proof-reading polymerases
- Durchmesser einen Spots: 1— 500 μηη  - Diameter of a spot: 1-500 μηη
Beispielhafte Abmessungen der Ausführungsbeispiele: Exemplary dimensions of the embodiments:
- Dicke Polymersubstrat: 0,5 bis 5 mm  Thick polymer substrate: 0.5 to 5 mm
- Kanaldurchmesser in Polymersubstraten: 10 μηη bis 3 mm Dicke Polymermembran: 5 bis 500 μηη - Channel diameter in polymer substrates: 10 μηη to 3 mm Thick polymer membrane: 5 to 500 μm
Volumen der Kavitäten in den Polymersubstraten: 1 mm 3 bis 1000 mm3 Volume of the cavities in the polymer substrates: 1 mm 3 to 1000 mm 3
Beispielhafte Drücke für die Aktuierung einer Polymermembran: Exemplary pressures for the actuation of a polymer membrane:
- 0,2 bar— 2 bar - 0.2 bar - 2 bar
Die Erfindung kann für analytische Systeme, insbesondere für mikrofluidische Lab-on-Chip-Systeme zur Umweltanalytik oder medizinischen Diagnostik verwendet werden. The invention can be used for analytical systems, in particular for microfluidic lab-on-chip systems for environmental analysis or medical diagnostics.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 800 zum Betrieb einer Analyseeinheit. Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 810 des Bereitstellens der Analyseeinheit und einen Schritt 820 des 8 shows a flow chart of an embodiment of a method 800 for operating an analysis unit. The method 800 includes a step 810 of providing the analysis unit and a step 820 of the
Beaufschlagens der Analyseeinheit mit einem zu analysierenden Material und/oder mit einem Katalysematerial zur Durchführung einer Reaktion in der Analyseeinheit. Schließlich umfasst das Verfahren 800 einen Schritt 830 des Auswertens einer Veränderung des Indikatormaterials auf dem Sondenträger. Loading the analysis unit with a material to be analyzed and / or with a catalytic material for carrying out a reaction in the analysis unit. Finally, the method 800 includes a step 830 of evaluating a change in the indicator material on the probe carrier.
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 900 zum Herstellen einer Analyseeinheit. Das Verfahren 900 umfast einen Schritt 910 des Bereitstellens des Deckelelementes mit dem mit zumindest einer Deckelausnehmung, wobei im Bereich der Deckelausnehmung das 9 shows a flow chart of an exemplary embodiment of a method 900 for producing an analysis unit. The method 900 comprises a step 910 of providing the lid element with the lid having at least one lid recess, wherein in the region of the lid recess
Deckelelement eine Durchgangsöffnung aufweist, des Bodenelements, das zumindest eine Bodenausnehmung aufweist, der Folie und einem Sondenträger, der als Sonde zumindest ein Indikatormaterial zur Identifizierung eines biochemischen Materials aufweist, wobei das Indikatormaterial auf dem Cover element has a through hole, the bottom member having at least one bottom recess, the film and a probe carrier having at least one indicator material for identifying a biochemical material as a probe, wherein the indicator material on the
Sondenträger einen festen Aggregatszustand aufweist. Ferner umfasst das Verfahren 900 einen Schritt 920 des Anordnens des Sondenträgers in der Bodenausnehmung und einen Schritt 930 des Abdeckens der Probe carrier has a solid state of aggregation. Further, the method 900 includes a step 920 of placing the probe carrier in the bottom recess and a step 930 of covering the probe
Deckelausnehmung mit der Folie. Schließlich umfasst das Verfahren 900 einen Schritt 940 des Bildens des Kanalbereichs um ein Fluid in die Lid recess with the foil. Finally, the method 900 includes a step 940 of forming the channel region around a fluid in the
Bodenausnehmung der Reaktionskammer einzuleiten und/oder auszuleiten, wobei das Bilden durch Anordnen der Bodenausnehmung gegenüberliegend der Deckelausnehmung erfolgt, um die Reaktionskammer zu bilden. 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. Bottom recess of the reaction chamber to initiate and / or dissipate, wherein the forming is done by placing the bottom recess opposite the Deckelausnehmung to form the reaction chamber. 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 erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out 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, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Ansprüche claims
1 . Analyseeinheit (100) zur Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion, wobei die Analyseeinheit (100) folgende Merkmale aufweist: 1 . Analysis unit (100) for carrying out a polymerase chain reaction, wherein the analysis unit (100) has the following features:
ein Deckelelement (130) mit zumindest einer Deckelausnehmung (135); - ein Bodenelement (150), das zumindest eine Bodenausnehmung (152) aufweist, wobei die Bodenausnehmung (152) der Deckelausnehmung (135) gegenüberliegend angeordnet ist, um eine Reaktionskammer (1 10) zu bilden;  a lid member (130) having at least one lid recess (135); - A bottom member (150) having at least one bottom recess (152), wherein the bottom recess (152) of the lid recess (135) is arranged opposite to form a reaction chamber (1 10);
eine Folie (140), die zumindest im Bereich der Deckelausnehmung (135) zwischen dem Deckelelement (130) und dem Bodenelement (150) angeordnet ist;  a film (140) which is arranged at least in the region of the cover recess (135) between the cover element (130) and the bottom element (150);
zumindest einen Kanal (160a, 160b), der zwischen dem Deckelelement (130) und dem Bodenelement (150) ausgebildet ist, um ein Fluid in die Bodenausnehmung (152) der Reaktionskammer (1 10) einzuleiten und/oder auszuleiten; und  at least one channel (160a, 160b) formed between the lid member (130) and the bottom member (150) for introducing and / or discharging a fluid into the bottom recess (152) of the reaction chamber (110); and
einem in der Bodenausnehmung (152) angeordneten Sondenträger (155), der als Sonde (157) zumindest ein Indikatormaterial zur  a probe carrier (155) arranged in the bottom recess (152) and serving as probe (157) at least one indicator material for
Identifizierung eines biochemischen Materials aufweist, wobei das Indikatormaterial auf dem Sondenträger (155) einen festen  Identification of a biochemical material, wherein the indicator material on the probe carrier (155) has a solid
Aggregatszustand aufweist.  Has state of aggregation.
2. Analyseeinheit (100) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (140) an dem Deckelelement (130) befestigt ist, insbesondere wobei die Folie (140) eine der Durchgangsöffnung (137) gegenüberliegende Öffnung der Deckelausnehmung (135) fluiddicht verschließt und/oder wobei im Bereich der Deckelausnehmung (135) das Deckelelement (130) eine Durchgangsöffnung (137) aufweist. 2. Analysis unit (100) according to claim 1, characterized in that the film (140) on the lid member (130) is fixed, in particular wherein the film (140) one of the passage opening (137) opposite opening of the lid recess (135) closes fluid-tight and / or wherein in the region of the cover recess (135) the cover element (130) has a passage opening (137).
Analyseeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (130) zumindest eine weitere Deckelausnehmung (235) und das Bodenelement (150) zumindest eine weitere Bodenausnehmung (252) aufweist, wobei die weitere Analysis unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover element (130) at least one further cover recess (235) and the bottom element (150) at least a further bottom recess (252), wherein the further
Deckelausnehmung (235) der weiteren Bodenausnehmung (252) gegenüberliegend angeordnet ist und wobei die Bodenausnehmung (152) und die weiteren Bodenausnehmung (252) mittels des Kanals (160a, 160b) fluidisch gekoppelt sind. Cover recess (235) of the further bottom recess (252) is arranged opposite and wherein the bottom recess (152) and the further bottom recess (252) by means of the channel (160a, 160b) are fluidly coupled.
Analyseeinheit (100) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in der weiteren Bodenausnehmung (252) ein weiteren Sondenträger (255) angeordnet ist, der als weitere Sonde (257) zumindest ein weiteres Indikatormaterial zur Identifizierung eines anderen biochemischen Materials aufweist, wobei das weitere Indikatormaterial auf dem weiteren Analysis unit (100) according to claim 3, characterized in that in the further bottom recess (252) another probe carrier (255) is arranged, which has as further probe (257) at least one further indicator material for the identification of another biochemical material, wherein the further indicator material on the other
Sondenträger (255) einen festem Aggregatszustand aufweist. Probe carrier (255) has a fixed state of aggregation.
Analyseeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenausnehmung (152) den Kanal (160a, 160b) in zumindest zwei Teilkanäle trennt, wobei zumindest ein Teilkanal (160a, 160b) eine fluidische Verbindung mit einer Außenumgebung der Analyseeinheit (100) ermöglicht, insbesondere wobei zumindest ein Teilkanal (160a, 160b) eine Ventil (165) aufweist. Analysis unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom recess (152) separates the channel (160a, 160b) into at least two subchannels, wherein at least one subchannel (160a, 160b) has a fluidic connection to an external environment of the analysis unit (15). 100), in particular wherein at least one partial channel (160a, 160b) has a valve (165).
Analyseeinheit (100) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkanäle an einem der Bodenausnehmung (152) abgewandten Ende fluidisch miteinander gekoppelt oder koppelbar sind, insbesondere wobei die Teilkanäle Komponenten eines ringförmigen Kanals (160a, 160b) sind. Analysis unit (100) according to claim 5, characterized in that the sub-channels at one of the bottom recess (152) facing away from each other are fluidly coupled or coupled, in particular wherein the sub-channels components of an annular channel (160a, 160b).
Analyseeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondenträger (155) ausgebildet und derart angeordnet ist, dass während der Polymerase-Kettenreaktion eine Reaktion einer Substanz mit dem Indikatormaterial zur Identifizierung des biochemischen Materials ausführbar ist. Analysis unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the probe carrier (155) is formed and arranged such that during the polymerase chain reaction, a reaction of a substance with the indicator material for the identification of the biochemical material is executable.
Analysevorrichtung (700) zum Betreiben einer Analyseeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Analysevorrichtung (700) zumindest folgende Merkmale aufweist: An analysis device (700) for operating an analysis unit (100) according to one of the preceding claims, wherein the analysis device (700) has at least the following features:
einem Halter (730) zur Platzierung und/oder Halterung der  a holder (730) for placement and / or mounting of
Analyseeinheit (100) während eines Betriebs der Analysevorrichtung; einer Temperierungseinheit (710) zur Temperierung eines Fluids oder eines Feststoffs in der von dem Halter gehaltenen Analyseeinheit (100); und Analysis unit (100) during operation of the analysis device; a temperature control unit (710) for controlling the temperature of a fluid or a solid in the analysis unit (100) held by the holder; and
einer Auswertungseinheit (720) zur Auswertung einer Veränderung des Indikatormaterials.  an evaluation unit (720) for evaluating a change in the indicator material.
9. Analysevorrichtung (700) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungseinheit (710) ausgebildet ist, um zeitgleich unterschiedliche Abschnitte der Analyseeinheit (100) auf je eine andere Temperatur zu bringen. 9. Analysis device (700) according to claim 8, characterized in that the tempering unit (710) is designed to simultaneously bring different sections of the analysis unit (100) to a different temperature.
10. Verfahren (800) zum Betrieb einer Analyseeinheit (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren (800) die folgenden Schritte aufweist: 10. The method (800) for operating an analysis unit (100) according to one of claims 1 to 7, wherein the method (800) comprises the following steps:
- Bereitstellen (810) der Analyseeinheit (100);  - providing (810) the analysis unit (100);
Beaufschlagen (820) der Analyseeinheit mit einem zu analysierenden Material und/oder mit einem Katalysematerial zur Durchführung einer Reaktion in der Analyseeinheit (100); und  Loading (820) the analysis unit with a material to be analyzed and / or with a catalytic material for carrying out a reaction in the analysis unit (100); and
Auswerten (830) einer Veränderung des Indikatormaterials auf dem Sondenträger (155).  Evaluating (830) a change in the indicator material on the probe carrier (155).
1 1 . Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Beaufschlagens und Auswertens zumindest teilweise zeitgleich ausgeführt werden. 1 1. A method according to claim 10, characterized in that the steps of loading and evaluating are carried out at least partially simultaneously.
12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Beaufschlagens (820) und/oder im Schritt des Auswertens (830) ein Temperieren des zu analysierenden Materials, des Katalysematerials und/oder des Indikatormaterials erfolgt. 12. The method according to claim 10 or 1 1, characterized in that takes place in the step of applying (820) and / or in the step of evaluating (830) a temperature control of the material to be analyzed, the catalytic material and / or the indicator material.
13. Verfahren (900) zur Herstellung einer Analyseeinheit (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren (900) die folgenden Schritte aufweist: 13. Method (900) for producing an analysis unit (100) according to one of claims 1 to 7, wherein the method (900) comprises the following steps:
Bereitstellen (910) des Deckelelementes mit dem mit zumindest einer Deckelausnehmung (135), wobei im Bereich der Deckelausnehmung (135) das Deckelelement (130) eine Durchgangsöffnung (137) aufweist, des Bodenelements (150), das zumindest eine Bodenausnehmung (152) aufweist, der Folie (140) und einem Sondenträger (155), der als Sonde (157) zumindest ein Indikatormaterial zur Identifizierung eines biochemischen Materials aufweist, wobei das Indikatormaterial auf dem Sondenträger (155) einen festem Aggregatszustand aufweist; Providing (910) the cover element with the at least one cover recess (135), the cover element (130) having a passage opening (137) in the region of the cover recess (135), of the bottom element (150) having at least one bottom recess (152), the foil (140) and a probe carrier (155) having as probe (157) at least one indicator material for identifying a biochemical material, wherein the indicator material on the probe carrier (15) 155) has a fixed state of aggregation;
Anordnen (920) des Sondenträgers (155) in der Bodenausnehmung (152);  Placing (920) the probe carrier (155) in the bottom recess (152);
- Abdecken (930) der Deckelausnehmung (135) mit der Folie (140); und - Covering (930) of the lid recess (135) with the film (140); and
- Bilden (940) des Kanalbereichs (160a, 160b) um ein Fluid in die Forming (940) the channel region (160a, 160b) around a fluid in the
Bodenausnehmung (152) der Reaktionskammer (1 10) einzuleiten und/oder auszuleiten, wobei das Bilden durch Anordnen der  Bottom recess (152) of the reaction chamber (1 10) to initiate and / or dissipate, wherein the forming by arranging the
Bodenausnehmung (152) gegenüberliegend der Deckelausnehmung (135) erfolgt, um die Reaktionskammer (1 10) zu bilden.  Bottom recess (152) opposite the lid recess (135) takes place to form the reaction chamber (1 10).
14. Steuergerät mit Einheiten, die ausgebildet sind, die Schritte eines Verfahrens (800, 900) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13 anzusteuern und/oder umzusetzen. 14. Control unit with units which are designed to control and / or implement the steps of a method (800, 900) according to one of claims 10 to 13.
15. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens (800, 900) nach einem der Ansprüche 10 oder 13, wenn das Programmprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird. Computer program product with program code for carrying out or triggering the steps of the method (800, 900) according to one of claims 10 or 13, when the program product is executed on a device.
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