WO2002073153A2

WO2002073153A2 - Modul für eine analyseeinrichtung, applikator als austauschteil der analyseeinrichtung und zugehörige analyseeinrichtung

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Publication number: WO2002073153A2
Application number: PCT/DE2002/000836
Authority: WO
Inventors: Walter Gumbrecht; Manfred Stanzel; Manfred Wossler; Jörg ZAPF
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2002-09-19
Also published as: WO2002073153A3; DE10111458A1; CA2440126A1; DE10111458B4; EP1366361A2; US20050031490A1; JP2004532396A

Abstract

Bei einem Analysegerät, insbesondere zur dezentralen biochemischen Analytik, mit einem Sensor-Chip in einem ersten Gehäuse, ist der Sensor-Chip Teil eines Moduls, bestehend aus Chipträger, Chip und elektrischen Kontakten zwischen Chip und Chipträger. Eine Verkapselung (5) des Chips (1) ist derart gestaltet, dass die elektrischen Kontakte (3, 3', ..., 3VIII) isoliert sind, die sensitive Fläche (2) des Sensor-Chips (1) aber für ein Fluid zugänglich bleibt. Modul (15) und ein erstes Gehäuse bilden einen austauschbaren Applikator (10, 20, 60), der zur Analyse und zum Auslesen der Messdaten in ein zweites Gehäuse (80) mit Auswerteeinheit einschiebbar ist. Der Applikator ist vorteilhafterweise nach Art einer Chipkarte (10), in die mikrofluidische Komponenten und/oder Funktionen integriert sind, ausgebildet.

Description

Beschreibung

Modul für eine Analyseeinrichtung, Applikator als Austauschteil der Analyseeinrichtung und zugehörige Analyseeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Modul für eine Analyseeinrichtung, insbesondere zur dezentralen biochemischen Analytik, mit einem Sensor-Chip in einem ersten Gehäuse. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf einen Applikator als Aus- tauschteil der Analyseeinrichtung und die zugehörige Analyseeinrichtung.

Die Mikrosensorik und die Mikrosystemtechnik haben in den letzten 20 Jahren auf der technologischen Plattform der Mik- roelektronik eine stürmische Entwicklung durchlaufen. Dabei haben alle technisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen ihre jeweiligen Beiträge eingebracht und ein breites Spektrum von Sensoren und Systemen zwischen Physik und Mikrobiologie geschaffen.

Während jedoch physikalische Konzepte, wie z.B. Druck- und Beschleunigungs-Sensoren/-Systeme, die produktionstechnische Umsetzung und erfolgreiche Markteinführung durchlaufen haben, sind die meisten chemisch-biologischen Entwicklungen nicht über das Labormuster-Stadium hinausgekommen. Einen wesentlichen Einfluss hat dabei die Tatsache, dass chemisch-biologische Systeme mikrofluidische Komponenten benötigen, die per Definition zunächst einmal nicht kompatibel mit der Mikroelektronik sind, da die klassischen mikroelektronischen Ko - ponenten hermetisch in ein Gehäuse eingeschlossen werden, um einen „stofflichen* Kontakt mit der Umwelt zu vermeiden. So sind praktisch alle chemisch-biologischen Sensoren/Sensor- Systeme von der Entwicklung einer speziellen Gehäusetechnik abhängig.

In wenigen Fällen sind ikroelektronik-kompatible Gehäuse- Lösungen bis zur Markteinführung entwickelt worden, z . B . bei i-STAT Corporation, 303A College Road East, Princeton, New Jersey 08540. Eine diesbezügliche Vorrichtung ist in der US 5 096 669 A beschrieben: Ein oder mehrere Si-Chips besitzen sensitiven Flächen mit chemischen Sensoren sowie Kontakt- Flächen zur elektrischen Verbindung mit dem Auslesegerät. Die Chips sind derart in einem Gehäuse montiert, dass große Teile der Chip-Flächen zum Abdichten eines Durchflusskanales verwendet werden, sowie große Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung von außerhalb des Gehäuses zugänglich sind. So- mit wird ein Großteil der kostbaren Si-Chipflache verschwendet. Außerdem befindet sich die elektrische Kontaktierung im Gehäuse auf der selben Seite wie die sensitiven Flächen des Chips, was eine sichere Trennung der elektrischen Kontaktierung von der Fluidik erschwert.

Weiterhin wird in Dirks, G. et al . „Development of a dispo- sable biosensor chipcard system^λ, Sens. Technol. Neth., Proc. Dutch Sens. Conf, 3^rd (1988), S. 207 bis 212, ein Messsystem für biomedizinische Anwendungen beschrieben, bei dem eine so- genannte Chipkarte aus einem^' Flachbehälter mit mehreren Kavi- täten und einem System von Flüssigkeitskanälen realisiert wird, wobei in das Kanalsystem ein ISFET eingebracht ist, der als Sensor dient. Bei diesem System geht es insbesondere darum, aus separaten Behältern eine Messflüssigkeit einerseits und eine Kalibrier- bzw. Reagenzflüssigkeit zum Sensor separat zuzuführen. Des Weiteren werden in der Monographie Langereis, G.R. „An integrated sensor system for monitoring wa- shing process, ISBN 90, Systeme mit Sensoren beschrieben, bei denen es um die Integration von Sensoren, deren Signale elek- trisch abgegriffen werden, in Fluidikeinrichtungen geht. Aufgrund der hohen Entwicklungs- und Fertigungskosten bei vergleichsweise niedrigen Stückzahlen von chemisch-biologischen Systemen ist die Marktdurchdringung dieser Produkte problematisch. Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verbesserungen vorzuschlagen, durch die bei obigen Geräten eine erfolgreiche Markteinführung möglich erscheint.

Die Aufgabe ist bezüglich des Moduls erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Ein Applikator als Austauschten der Analyseeinrichtung, der eine solches Modul enthält, ist Gegenstand des Patentanspruches 11. Eine mit einem erfindungsgemäßen Modul und dem angegebenen Appli- kator arbeitende Analyseeinrichtung ist Gegenstand des Patentanspruches 21. Vorteilhafte Weiterbildungen des Moduls, des Applikators bzw. der zugehörigen Analyseeinrichtung und insbesondere deren Verwendung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Modul ist besonders vorteilhaft, dass der Chipträger dünn und eine Stärke von < 100 μm hat. Bei Dicken von ca. 50 μm Metall in Verbindung mit ca. 100 μm Kunststoff ergibt sich eine beachtliche Volumen-/Material-Einspa- rung. Aufgrund der dünnen Ausbildung des Chipträgers und des geeigneten Materials, wie z.B. vergoldeten Kupferschichten, ergeben sich nur geringe Massen und somit geringe Wärmekapazitäten, so dass in Verbindung mit der guten Wärmeleitfähigkeit von Silizium und beispielsweise einer ca. 50 μm dicken Kupfer/Gold-Schicht ein sehr gutes dynamisches Temperatur- Verhalten resultiert. Die Verarbeitung des Chipträgers erfolgt auf einem Band, das von Rolle zu Rolle transportiert wird („reel to reel^w-Prozess) , wobei vorteilhafterweise die elektrischen Kontaktierungen auf der Rückseite angeordnet werden können.

Bei der Verkapselung des Chipträgers im Modul können sowohl aus der Mikroelektronik bekannte Materialien als auch Materialien mit besonderen Eigenschaften, wie z.B. elastische Poly- mere, verwendet werden. Es sind Bonddrähte vorhanden, die einen flachen Loop bilden, wobei die Kontakte für die Bonddrähte im Bereich der Ecken der Chips angeordnet werden können. Nach erfolgter Montage, Drahtbondung und Verkapselung der Chips auf dem Band können mittels „reel to reel^λ -Technik die sensitiven Flächen der Chips mit chemisch/biochemischen Substanzen, vorteilhaft aus flüssiger Phase, beschichtet werden. Die Verkapselung des einzelnen Moduls ergibt in Kombination mit dem zugehörigen Applikator besonders günstige Eigenschaften.

Mit dem erfindungsgemäßen Modul lässt sich ein System schaf- fen, das insbesondere für dezentrale Anwendungen geeignet ist. Das Modul realisiert mit dem kompakten ersten Gehäuse einen Applikator als dezentral verwendbare Messeinheit. Zur Durchführung der Analyse und zum Auslesen der Messwerte kann der Applikator in ein zweites Gehäuse mit Auswerteeinheit eingebracht werden.

Bei der Erfindung ist der Applikator mit erstem Gehäuse und darin integriertem Modul vorteilhafterweise nach Art einer Chipkarte ausgebildet. Eine solche Chipkarte kann zusammen mit dem zweiten Gehäuse eine vielseitig einsetzbare Analyseeinrichtung bilden. Insbesondere kann eine derartige Analyseeinrichtung für das Screening von Körperflüssigkeiten, beispielsweise für dezentrale Blutgas-Messungen oder Speicheluntersuchungen, verwendet werden. Aber auch andere Anwendungen in der biochemischen Analytik sind realisierbar.

Eine weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist die Amplifikation von DNA/RNA (Desoxyribonukleinsäure/Ribonukleinsäure) -Proben mittels der exponentiellen Vervielfäl- tigungs-Methode bei der sog. PCR (Polymer Chain Reaction) , d.h. der sog. Polymerase-Kettenreaktion-Methode . Dazu muss die Probenflüssigkeit 20 bis 40 mal zwischen zwei Temperaturen, typischerweise zwischen 40°C und 95°C, zyklisiert werden. Bei dieser Methode ist die Geschwindigkeit der Zyklisie- rungen entscheidend. Nach dem Stand der Technik ist der Ab- kühlungsprozess geschwindigkeitsbestimmend. Cϋ Ü0 Esj M P¹ P¹

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Figur 2 den Schnitt durch ein Chip-Modul mit Flip-Chip- Technologie, Figur 3 die Draufsicht auf ein Chipkarten-Kontaktierungs- feldes mit einzelnen Kontaktierungen, Figur 4 die Draufsicht auf den Chip-Sensor mit sensitiver Fläche, Figur 4A eine vergrößerte Draufsicht auf die frei liegende sensitive Fläche des Chips in Figur 4 bei Verwendung des Sensors für biochemische Anwendungen, Figur 5 eine detaillierte, maßstäbliche Darstellung einer Chip-Karte für den Einbau eines Moduls mit Draht- Bond-Technologie, Figur 6 eine entsprechende Darstellung wie Figur 5 für den Einbau eines Moduls mit Flip-Chip-Technologie und wiederverwendbarer Durchfluss-Ankopplung,

Figur 7 einen Schnitt einer Kombination eines Moduls und einem Applikator zum Einschieben in ein Auslesegerät und Figur 8 die Draufsicht von oben bzw. ein Schnitt der Anord- nung von Figur 7.

In den Figuren haben gleiche bzw. gleichwirkende Teile gleiche bzw. sich entsprechende Bezugszeichen. Die Figuren, insbesondere Figur 1 und Figur 2, werden teilweise gemeinsam be- schrieben.

Die Chipkarten-Technologie ist ein bekanntes, weitverbreite^¬ tes sowie äußerst kostengünstiges Gehäusekonzept in der Mikroelektronik. Dabei wird ein Mikro-Silizium-Chip, der zuvor auf Waferebene auf ca. 180 μm dünngeschliffen wurde, auf ein Trägerband, das aus vergoldetem, vorgestanztem Kupferband besteht und eventuell mit einem Kunststoff-Band verstärkt ist, geklebt. Nach einer Standard-Drahtbondung wird der Chip samt Drähte mit einem Polymer verkapselt. Eine kommerziell erhält- liehe Standard-Plastikkarte . (Materialien: PVC, PET, PC; Maße: ca. 85 x 54 x 0,8 mm³) wird zur Aufnahme des Chip-Träger- Moduls an einer definierten Stelle auf Modulgröße (ca. CO CO hJ IV) P¹ P¹

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die Abflusskanäle 12, 13 in Figur 5, zuverlässig zum ersten Gehäuse abzudichten, muss die Verkapselung 5 eine definierte laterale Ausdehnung aufweisen. Eine Erweiterung der lateralen Ausdehnung der Verkapselung ist u.a. notwendig, wenn Zufluss und Abfluss außerhalb der sensitiven Fläche des Chips 1 liegen sollen, um z.B. störende Einflüsse einer inhomogenen Strömung der Fluide zu vermeiden. Zufluss und Abfluss treffen dann im Bereich der Verkapselung auf das Sensor-Modul und können dort sicher abgedichtet werden.

In einer besonderen Ausführungsform weist die Verkapselung 5 einen Durchmesser von 10 mm sowie eine Aussparung für die sensitive Fläche 2 des Chips von 3 mm auf. In Kombination mit dem oben beschriebenen Verhältnis von Verkapselungshöhe zu Durchmesser der sensitiven Fläche 2 wird ein gleichmäßiges

Anströmen der sensitiven Fläche 2, d.h. parallel zur sensitiven Fläche des Chips, mit den Fluiden ermöglicht.

Die sensitive Fläche 2 des Chips ist vorzugsweise rund ausge- bildet. Die Begrenzung der sensitiven Fläche 2 zur Verkapselung 5 kann z.B. mit einem phototechnisch strukturierten Polymerring, wie er weiter unten in Figur 6 als PI (Polyimid) - Ring 27 beschrieben wird, realisiert werden.

Um das Verhältnis von sensitiver Fläche 2 zur Gesamtfläche des Chips 1 zu maximieren, ist die Form des Chips 1 vorzugsweise annähernd bzw. exakt quadratisch, wobei sich die elektrischen Kontakte des Chips 1 als sog. Bond-Pads 2 bis 2^VI1 im Bereich der Chipecken befinden, so dass die sensitive Flä- ehe bis an die Chipkanten ausgedehnt werden kann, was sich aus Figur 4 ergibt. Bei einer Stärke der Metallisierung des Trägerbandes von 50 μm, einer Chipdicke von 180 μm und Verkapselungshöhe über dem Chip 1 von 100 μm ergibt sich eine Gesamtdicke des Moduls von etwa 330 μm. Damit werden die be- kannten Chipmodul-Strukturen und -Dimensionierungen aus der

Mikroelektronik auf die biochemische Analytik übertragen, was aufgrund der notwendigen Fluidikankopplung nicht trivial ist. Bei einer Alternative zu Figur 1 ist gemäß Figur 2 der Chip 1 mit seiner sensitiven Fläche 2 nach unten hin orientiert. Der Sensor-Chip 1 ist in sog. Flip-Chip-Technologie mit mehreren höckerartigen Kontakten 8, 8^Λ,... auf dem Trägerband 3 mit seinen Kontaktbereichen 3¹, 3¹¹, ..., 3^VI11 angeordnet, wobei das Trägerband in entsprechender Ausbildung wie in Figur 1 aus Kupfer mit gegebenenfalls einer Vergoldung besteht. Isolierungselemente 4 sind wiederum als mechanische Verbindungen aus elektrisch isolierendem Kunststoff vorhanden, wobei eine Aussparung für die sensitive Fläche 2 des Sensor-Chips 1 vorhanden ist. Insgesamt wird in Figur 2 ein Chip-Modul 15 gebildet .

Durch die Ansichten von beiden Seiten des Moduls anhand der Figuren 3 und 4 wird die Funktionsweise des Chip-Moduls 15 bzw. 15 ^Λ und insbesondere des eigentlichen Chips 1 verdeutlicht. Auf der elektrischen Kontaktseite 3, d.h. der Rückseite des Moduls 15 mit Sensor-Chip 1, sind Kontaktierungsfeider 3¹, ..., 3^VI11 als einzelne Anschlüsse ersichtlich, die den üblichen Kontaktierungen für kartenintegrierbare Chips entsprechen. Auf der sensitiven Seite 2 des Chips 1 verlaufen gemäß Figur 4 die Drahtbondungen 6, 6 , ... von den Bond-Pads 2¹ bis 2^VI1 aus den Ecken des Chips 1 zu den Kontakten der Kontaktierungsfeider 3¹, ... 3^VI11. Ersichtlich sind hier speziell sieben Kontakte 2¹, ... 2^VI1 auf der Chipfläche 2, was für viele Anwendungen hinreichend ist und nachfolgend für ein Beispiel beschrieben wird.

In Figur 4A sind auf der sensitiven Fläche 2 des Chips 1 eine Vielzahl von Mikrokavitäten 200 für die Durchführung von biochemischen Analysen angeordnet. Eine solche Anordnung wird beispielhaft in der älteren deutschen Patentanmeldung AZ 100 58 394.6-52 beschrieben, auf die ausdrücklich verwie- sen wird, und dient zur Durchführung von biochemischen Messungen, beispielsweise bei der DNA-Analyse. Es sind mxn Elemente in Arrayform als Vielzahl von Kavitäten 200 zeilen- und spaltenförmig angeordnet. Wesentlich ist dabei, dass biochemische Reaktionen bzw. Messungen gleichzeitig in den einzelnen Kavitäten 200 an der sensitiven Oberfläche des einzigen Chips 1 erfolgen können, ohne dass bei Zugabe von Substanzen ein Übersprechen der Reaktionen aus einer ersten Kavität 200 in eine zweite Kavität 200 ^Λ erfolgen kann.

Da die elektrochemischen Reaktionen bei einer Anordnung gemäß Figur 4 und 4A elektrisch beeinflusst bzw. unter Abfrage von elektrischen Signalen erfolgt, sind auf dem Chip 1 mit sensitiver Oberfläche 2 bzw. den einzelnen sensitiven Elementen 200 diskrete elektrische Kontaktierungen angebracht, die mit 3¹ bis 3^VI1 bezeichnet sind. Die Kontaktierungen bilden Eingänge für den elektrischen Messkreis. Beispielsweise sind zwei Versorgungs-Spannungseingänge Vdd_^ V_ss, ein Eingang GND für Massepotential, ein Eingang für ein Clock-Signal, ein Eingang V_in für eine Steuerspannung und ein Eingang für ein Reset-Signal vorhanden. Weiterhin sind auf dem Chip 1 ein Multiplexer 210, ein „Gray counter & decoder^Λ 215 und ein Verstärker 220 mittels Standard-Siliziumtechnik integriert.

Das Messsignal wird am Ausgang ^Λout^Λ erfasst, wobei bei einer Arrayanordnung mit der Vielzahl von Kavitäten als mxn Einzelsensoren ein Multiplexsignal erhalten wird, das beispielsweise mit einer Frequenz von 10 kHz ausgelesen wird.

Das auf einer einzigen Leitung , out ^x ausgegebene Multiplexsignal besteht aus einem Muster von diskreten Spannungswerten, aus dem mittels eines De-Multiplexers in einem Auswertegerät die Einzelsensor-Signale gewonnen werden. Der in Figur 4A nicht dargestellte De-Multiplexer ist beispielsweise im Gehäuse 80 der Figur 7 bzw. 8 angeordnet.

In anderer Anordnung können statt einer Vielzahl von identischen Sensoren, wie die mxn Kavitäten 200 entsprechend Figur 4A, auch diskrete Sensoren vorhanden sein. Speziell für Anwendungen in der biomedizinischen Technik können solche Sensoren beispielsweise Sensoren für p0₂ und pC0₂ sein. Auch CO CO IV) M P¹ cπ o Cπ o Cπ O Cπ g Φ

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im Kanal 11, zu vermeiden, ist es wichtig, dass das Verhältnis von Höhe des Spaltes im Mikrokanal 11 zwischen Chip 1 und der Schicht 19, welche die Kanäle mit Ein- und Auslässen 12, 13 trägt, zum Durchmesser der sensitiven Fläche 2 des Chips 1 kleiner 1:5 ist bzw. der Spalt 11 typischerweise kleiner 200 μm ist.

Der angegebene Spalt von kleiner 200 μm ist von Vorteil bei diffusionskontrollierten Reaktionen, z.B. einer DNA-Hybridi- sierung, auf der sensitiven Fläche 2 des Chips 1. Durch Anströmen der Reaktionspartner, die z. B. in der Probenflüssigkeit gelöst sind, in dünner Schicht über der reaktiven, sensitiven Chipfläche 2 können diese verglichen mit reiner Diffusion in höherer Konzentration an der Oberfläche des Chips 1 angeboten werden, was zu einer Beschleunigung der Reaktion führt.

In Figur 6 ist eine Anordnung als Alternative zu Figur 5 dargestellt, die aus einem Kartenkörper 20 ohne interne fluidi- sehe Komponenten und in diesem Fall auch ohne elektrische Funktionen besteht. Auf den Kartenkörper 20 ist der Chip 1 mit nach oben orientierter sensitiver Fläche 2 kontaktiert.

In Abweichung zu Figur 5 wird in Fig. 6 eine partiell „wie- derverwendbare* Durchflusszelle verwendet. Damit erfolgt die elektrische Abfrage sowie die Probenzufuhr und -abfuhr von Fluiden von außen. In gleicher Weise kann natürlich auch das Chip-Modul 15 gemäß Fig. 1 mit einer wiederverwendbaren Durchflusszelle, aber dann jedoch mit vorteilhaften elektri- scher Rückseiten-Kontaktierung betrieben werden.

Der Kartenkörper 20 bildet in Figur 6 das erste Gehäuse, wobei die Mess- und Analysefunktion im oberen Teil als zweites Gehäuse realisiert wird. Die fluidischen und elektrischen Komponenten sind im oberen Teil zu finden. co CO rv> IV) I—¹ I-¹

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parallelgeschaltet sind, so dass insgesamt n Reagenzkanäle und n Wassereinlässe gebildet sind. Weiterhin ist ein Eingabeport 68 für die zu untersuchende Flüssigkeit vorhanden, von dem die Messprobe über einen Kanal 69 zum Sensor-Modul 15 transportiert wird, ohne vorher mit der Reagenzflüssigkeit in Kontakt kommen zu müssen. Schließlich ist ein Auslass 63 vorgesehen, über den nach dem Vorbeiströmen an der sensitiven Fläche 2 des Sensor-Moduls 15 die Flüssigkeit ausgebracht wird.

Alternativ können die verbrauchten Flüssigkeiten in einem entsprechenden Volumen, z.B. durch Erweiterung des Kanals oder Verlängerung des Kanals in Form eines Mäanders, des ersten Gehäuses verbleiben. Im Auslesegerät des zweiten Gehäuses 80 ist ein Wasserverteilungssystem mit Ventilen vorgesehen.

Das beschriebene Beispiel einer Analyseeinrichtung mit in ein Auslesegerät einschiebbaren Chipkarten als Messapplikatoren macht sich also die wesentlichen Komponenten und Verfahrens- schritte der hinlänglich bekannten Chipkarten-Technologie zunutze. Zur Funktionsweise einer Chipkarte mit kombinierten elektrischen und fluidischen Komponenten sind folgende, wesentliche nichttriviale Veränderungen bzw. zusätzliche Merkmale vorgesehen:

- Eine modifizierte Verkapselung des Chips und der elektrischen Kontakte über Bonddrähte sorgt dafür, dass nur die chemisch-biologisch aktive Fläche des Chips von der Verkapselung frei bleibt. - Die modifizierte Verkapselung des Sensor-Chips und der zugehörigen Bonddrähte weist eine definierte Geometrie auf. Die Verkapselung hat eine definierte Dicke, eine definierte laterale Ausdehnung sowie eine zumindest annähernd pla- nare und/oder eine radialsymmetrische Oberfläche zum exak- ten Einfügen des Sensor-Chips in eine Chipkarte. co co IV) IV⁾ P¹

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Claims

Patentansprüche

1. Modul für eine Analyseeinrichtung, insbesondere zur dezentralen biochemischen Analytik, mit einem Sensor-Chip (1), der eine sensitive Fläche (2) hat , wobei der Chip (1) einschließlich seiner elektrischen Kontakte (2¹, ...2^VI1), auf einem Träger (3) mit zugehörigen Kontaktfeldern (3¹, ... 3^vι ) eine Verkapselung (5) mit Kontaktverbindung zwischen den Kontakten (2¹, ... 2^VI1) , und den Kontaktfeldern (3¹, ..., 3^VI11) aufweist derart, dass von außen elektrische Zugänge und/oder Abgriffe vorhanden sind, dass aber die sensitive Fläche (2) des Chips (1) für ein Fluid zugänglich bleibt.

2. Modul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass das Verhältnis von Höhe der Verkapselung (5) über der Oberkante des Chips (1) zum größten Durchmesser der sensitiven Fläche des Chips kleiner 1:5 ist.

3. Modul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass die Verkapselung (5) des Chips (1) eine definierte laterale Ausdehnung aufweist um den Fluidik- zu- und -abfluss abzudichten.

4. Modul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass das Material der Verkapselung (5) elastisch ist, wodurch der Fluidikzufluss und Fluidabfluss ohne Zuhilfenahme von weiteren Mitteln abdichtbar ist.

5. Modul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass die elektrischen Kontakte (2¹, ...

2^VI1) , als sog. Bond-Pads des Chips (1) im Bereich der Ecken des Chips (1) liegen.

6. Modul nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verkapselung (5) eine zumindest annähernd planare und/oder radialsymmetrische Oberfläche (100, 101) aufweist.

7. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Ausbildung in Chipkarten-Technologie .

8. Modul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Träger ein metallisches Trägerband (3) der Stärke <100μm, insbesondere 50μm, ist und dass die Kontaktfelder kunststoffverstärkte Metallkontakte (3¹, ..., 3^VI11 ) sind.

9. Modul nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Chip (1) auf dem Trägerband (3) in Draht-Bond-Technologie montiert ist.

10. Modul nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Chip (1) auf dem Trägerband (3) in Flip-Chip-Technologie montiert ist.

11. Applikator als Austauschteil einer Analyseeinrichtung, mit einem Modul nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Modul (15) Teil eines ersten Gehäuses (10, 20) ist mit Mitteln zum Zufluss (12, 22) und Abfluss (13, 23) für Fluide zur sensitiven Fläche (2) des Chips (1) .

12. Applikator nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verhältnis von Höhe des im Betrieb mit Fluiden gefüllten Spaltes über der sensitiven Fläche (2) des Chips (1) zum größten Durchmesser der sensitiven Fläche des Chips kleiner 1 zu 5 ist.

13. Applikator nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der im Funktionsbetrieb mit Fluiden gefüllte Spalt (11,21) über der sensitiven Fläche (2) des Chips (1) kleiner als 200μm ist.

14. Applikator nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Modul (15) und erstes Gehäuse (10, 20) in flacher Bauform nach Art einer Chipkarte ausgebildet sind derart, dass in der Karte (10, 20) mikrofluidi- sehe Komponenten (11, 12, 13, 21) und Funktionen integriert sind.

15. Applikator nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Chipkarte (10, 20) der- art mit mikrofluidischen Komponenten (11, 12, 13, 21) versehen ist, dass Flüssigkeiten und/oder Gase zu bzw. von der aktiven Fläche (2) des Chips (1) zu- und wegführbar sind.

16. Applikator nach Anspruch 11, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass in der Chipkarte (10, 20)

Feststoffe und/oder Flüssigkeiten und/oder Gase lagerbar sind.

17. Applikator nach einem der Ansprüche 11 bis 16, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine mikrofluidische Verbindung (11, 12, 13, 21) zwischen den Kanälen der Karte (10, 20) und der aktiven Fläche des Chips (1) besteht.

18. Applikator nach einem der Ansprüche 11 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das als Karte ausgebildete erste Gehäuse (10, 20) aus einer oder mehreren Schicht (en) besteht.

19. Applikator nach einem der Ansprüche 11 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das als Karte ausgebildete erste Gehäuse (10, 20) lokal aus unterschiedlichen Materialien besteht.

20. Applikator nach einem der Ansprüche 11 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im ersten Gehäuse (10, 20) eine Spannungsquelle, eine Auswerteelektronik und/Oder ein Display integriert sind.

21. Analyseeinrichtung mit einem Applikator, insbesondere für dezentrale Messungen, nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der Applikator ein Modul nach Anspruch 1 oder einem der weiteren vorhergehenden Ansprüche 2 bis 10 und ein erstes Gehäuse (10, 20, 60) enthält und wobei Flüssigkeiten und/oder Gase in das erste Gehäuse (10, 20, 60) eintreten, in dessen Inneren oder an dessen Oberfläche transportiert und im Bereich des Sensor-Chips (1) der aktiven Fläche (2) des Chips (1) zugeführt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein zweites Gehäuse (80) mit einer Auswerteeinheit vorhanden ist, in das der Applikator mit erstem Gehäuse (10, 20, 60) zur Durchführung des Analysevorgangs und zum Auslesen von Messdaten einbringbar ist.

22. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21, wobei der Applikator eine Chipkarte ist, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass in das zweite Gehäuse (80) die Chipkarte (10, 20) zur Durchführung der Analyse und zum Auslesen von Messdaten einschiebbar ist.

23. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21 oder 22, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der

Durchführung der Analyse und beim Auslesen der Messdaten über das zweite Gehäuse (80, 90) die Flüssigkeiten und/oder Gase zwischen Applikator mit ersten Gehäuse ( 10, 20) , und dem zweiten Gehäuse (80) transferierbar sind.

24. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Mittel vorhanden sind, um die elastische Verkapselung (5) des Moduls (15) an Aussparungen (14) im ersten Gehäuse (10) anzupressen.

25. Analyseeinrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Mittel zur Einstellung einer definierten Temperatur an der Sensorfläche (2) des Sensor-Chips (1), insbesondere zur Kühlung, vorhanden sind.

26. Analyseeinrichtung nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Thermostatisierung, insbesondere Kühlung, des Sensor-Chips (1) ein Peltierelement (30) im zweiten Gehäuse (70, 80) vorhanden ist.

27. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Einsatz in der biochemischen Analytik.

28. Analyseeinrichtung nach Anspruch 27, g e k e n n - z e i c h n e t durch einen Einsatz in der DNA-Analyse.

29. Analyseeinrichtung nach Anspruch 27, g e k e n n z e i c h n e t in der Anwendung zur Beschleunigung der Abkühlphase in der PCR-Technik.

30. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Einsatz in der Lebensmittelüberwachung.

31. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Einsatz in der Umweltmesstech- nik.

32. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21, g e k e n n - z e i c h n e t durch einen Einsatz, in der Forensik.

33. Analyseeinrichtung nach Anspruch 21, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Einsatz in der medizinischen Diagnostik.

34. Analyseeinrichtung nach Anspruch 31, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Einsatz bei der Blutgas-/Blut- elektrolyt-Analyse .