WO2023179810A1 - Centrifugal microfluidic biochip - Google Patents

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WO2023179810A1
WO2023179810A1 PCT/DE2023/100010 DE2023100010W WO2023179810A1 WO 2023179810 A1 WO2023179810 A1 WO 2023179810A1 DE 2023100010 W DE2023100010 W DE 2023100010W WO 2023179810 A1 WO2023179810 A1 WO 2023179810A1
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centrifugal microfluidic
microfluidic biochip
opening
sample carrier
biological sample
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PCT/DE2023/100010
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Katharina Dormanns
Lucca Weber
Verena Hackert
Natalie Garzorz-Stark
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Dermagnostix GmbH
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00168—Manufacturing or preparing test elements

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal microfluidic biochip with a fluidic system formed from a plurality of chambers and/or lines with an opening set up for introducing a biological sample into the fluidic system.
  • Centrifugal Microfluidic Biochips also known as Centrifugal Microfluidic Bio-Disks or centrifugal microfluidic test cartridges, are used in medical diagnostics as part of lab-on-a-chip or lab-on-a-disk systems. Such systems are known, for example, from DE 10 2013 203 293 B4, EP 2 416 B1, CN 109765391 A, CN 209680127 U and CN 209772148 U.
  • centrifugal microfluidic biochips have a (micro)fluidic system into which a sample is entered, which can be automatically processed according to a predetermined process protocol using an analysis device that acts, among other things, as a centrifuge with a rotation device adapted to the bio-disk.
  • an analysis device that acts, among other things, as a centrifuge with a rotation device adapted to the bio-disk.
  • appropriate reagents will be available on the Centrifugal Microfluidic Biochip, which will, among other things, be kept in liquid form in stick packs, also called sachets or sealed-edge bags, air-dried or freeze-dried (lyophilized).
  • centrifugal microfluidic biochip equipped with the features mentioned at the beginning is known, which can accommodate a sampling instrument designed in particular as a swab and analyze a biological sample adhering to it.
  • this Centrifugal Microfluidic Biochip can be advantageous for the processing of some biological samples, when taking samples from biological surfaces, which can be assigned primarily to the swab preparations used in dermatology and oncology, which enable rapid and cost-effective diagnostics, the fundamental problem is that processing these samples in connection with a centrifugal microfluidic biochip requires increased manual effort.
  • the sample taken which is taken in particular by an adhesive strip to be applied to the area to be examined, for example a lesion, an ulcerated skin change or a tumor incision or an infectious lesion, must first be further processed, in particular comminuted, for processing by a centrifugal microfluidic biochip before they can be introduced into a sample chamber of a Centrifugal Microfluidic Biochip.
  • the object of the invention is therefore to provide a solution to the above problem in such a way that, in particular, biological samples adhering to flat sample carriers can be completely analyzed using a centrifugal microfluidic biochip without contaminating the biological sample.
  • the basic idea of the invention is not to introduce the sample carrier of an impression sample through an opening into a chamber of the fluidic system of a centrifugal microfluidic biochip, but to arrange the sample carrier with its side containing the biological sample on the outside of the centrifugal microfluidic biochip in such a way that the sample carrier The opening is at least partially covered and the biological one Sample side of the sample carrier can be flushed over by fluids guided along the opening in the fluidic system.
  • the invention is particularly suitable for flat sample carriers, especially adhesive strips. These are preferably designed so that they completely cover and span the opening in the fluidic system, with the sample carrier being fixed and secured to the centrifugal microfluidic biochip by a fastening means.
  • the fastening means can be designed specifically as a closure, so that the sample carrier is not only fixed, but also protected from contamination from the outside, the fluidic system being closed at the same time and leakage of chemical substances from the Centrifugal Microfluidic Biochip is prevented. After processing, the Centrifugal Microfluidic Biochip can be disposed of in compliance with hygienic standards, resulting in an overall safe and efficient system.
  • the opening in the Centrifugal Microfluidic Biochip defines a predetermined area in relation to the sample carrier, it is also possible to relate the analysis to the area determined by the opening, so that not only qualitative but also quantitative statements regarding the nature of an impression specimen are possible are.
  • a centrifugal microfluidic biochip which can also be referred to as a centrifugal microfluidic biodisk or centrifugal microfluidic test cartridge, is provided with a fluidic system formed from a plurality of chambers and/or lines with an opening set up for introducing a biological sample into the fluidic system proposed, which has a fastening means designed to fix a sample carrier containing a biological sample and covering the opening to the Centrifugal Microfluidic Biochip.
  • the fastening means is designed in particular as a clamp that fastens the sample carrier to the Centrifugal Microfluidic Biochip.
  • the sample carrier is designed in such a way that it at least partially covers the opening.
  • the sample carrier has an area that is larger than the area formed by the opening, wherein the contour of the opening can be completely overlaid by the contour of the sample carrier surface.
  • the sample carrier can preferably completely cover the opening, so that the opening of the centrifugal microfluidic biochip covers that area and thus the amount of biological sample adhering to the sample carrier, for example the (maximum) amount of cells or - -
  • the fastening means is preferably set up to assume a first position that releases the opening and a second position that closes the opening itself or by means of the sample carrier.
  • the fastening means is not necessarily to be understood as a component permanently connected to the Centrifugal Microfluidic Biochip, but rather, according to an exemplary embodiment, can be detachably connected to the Centrifugal Microfluidic Biochip. It is therefore conceivable that the fastening means can be used repeatedly with a plurality of centrifugal microfluidic biochips, so that this embodiment can be used in a resource-saving manner.
  • the fastening means is designed as a frame that can be inserted into a groove arranged around the opening.
  • the frame can be designed as a punch that punches the section to be analyzed out of the sample carrier and at the same time fixes it to the Centrifugal Microfluidic Biochip.
  • the frame can be rectangular, but is preferably a ring which is specifically to be arranged concentrically with the opening.
  • the opening can preferably be arranged in a recess, with the wall section of the centrifugal microfluidic biochip surrounding the opening forming a support surface for edge sections of the sample carrier.
  • the geometric shape of the depression can be identical to the geometric shape of the sample carrier.
  • the fastening means is a closure that closes the opening in a fluid-tight manner, for example in the form of a cap or a lid, the closure most preferably having an annular section designed as a flange, which according to the aforementioned example in one around the opening arranged groove, possibly with trimming of the sample carrier, can be used.
  • the closure ensures that the sample carrier is fixed to the Centrifugal Microfluidic Biochip due to its clamping force.
  • the risk of contamination is reduced and the Centrifugal Microfluidic Biochip is also in front of you Protected against leakage of liquid.
  • the closure rests against the sample carrier over its entire surface and creates a secure seal against the fluidic system.
  • Locking means can preferably be provided to secure the fastening means on the Centrifugal Microfluidic Biochip.
  • a design that is very pleasant to handle is achieved when a hinge is provided that is designed to pivot the fastening means relative to the Centrifugal Microfluidic Biochip.
  • This configuration makes it possible to attach the fastening means to the Centrifugal Microfluidic Biochip and thus the sample carrier to the Centrifugal Microfluidic Biochip in a simple and precise position.
  • the centrifugal microfluidic biochip is preferably designed as two base surfaces and a disk having a lateral surface arranged between them, with the opening particularly preferably being arranged in one of the base surfaces of the centrifugal microfluidic biochip designed as a disk.
  • the opening in one of the base surfaces enables easy handling of the flat disk by placing the disk on a work surface and loading the sample carrier into the base surface facing away from the work surface from above.
  • the Centrifugal Microfluidic Biochip After fixing the sample carrier on the Centrifugal Microfluidic Biochip and closing the opening by the sample carrier itself or by the fastening means designed as a fluid-tight closure, the Centrifugal Microfluidic Biochip can be turned over so that the sample forms a bottom section of the fluidic system and can easily be washed over by fluid.
  • an arrangement of the opening in the lateral surface is also conceivable, which would enable the sample carrier to be easily brought into contact with fluid during rotation.
  • the sample carrier is in particular flat and specifically designed as an adhesive strip, with the sample carrier particularly preferably having a layer arranged on a water-impermeable carrier layer and optionally containing an adhesive for receiving a biological sample.
  • the formation of a water-impermeable carrier layer enables the fastening means to be designed as a frame without the Centrifugal Microfluidic Biochip having to be additionally secured against leakage of liquid.
  • the method according to the invention has the following steps:
  • the processing includes lysing the biological sample adhering to the sample carrier, with the lysing particularly preferably taking place mechanically, chemically, enzymatically and/or with the use of heat.
  • the use of a lysis buffer ensures that the biological sample adhering to the sample carrier, in particular cells, are completely digested and accessible for analysis.
  • the processing includes bringing the biological sample into contact with a reagent, whereby the change in the reagent, which provides information about properties of the biological sample, is analyzed in a manner known per se.
  • Fig. 1 is a perspective view of a particularly preferably shown first
  • Fig. 2 is a sectional view of a particularly preferably designed second exemplary embodiment according to the invention in the area of the fastening means designed as a closure.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a particularly preferably designed centrifugal microfluidic biochip according to the invention, although only shown schematically.
  • the centrifugal microfluidic biochip 10 is designed as two base surfaces and a disk having a lateral surface arranged between them, the opening 20 communicating with the fluidic system being arranged in one of the base surfaces of the centrifugal microfluidic biochip 10 designed as a disk.
  • the fastening means 40 fixing a sample carrier (not shown) on the Centrifugal Microfluidic Biochip 10 can be pivoted relative to the Centrifugal Microfluidic Biochip 10 by means of a hinge.
  • the fastening means 40 is designed as a lid and has an annular flange extending from the plane of the lid, which can be inserted into a groove arranged on the centrifugal microfluidic biochip 10. From the position releasing the opening 20, the fastening means 40 can therefore be transferred into a position closing the opening 20, in which not only the sample carrier (not shown) is fixed to the centrifugal microfluidic biochip 10, but also the opening 20 can be closed in a fluid-tight manner.
  • FIG. 2 shows a sectional representation of a particularly preferably designed second exemplary embodiment according to the invention in the area of the fastening means designed as a closure.
  • Fig. 2 shows the process for attaching the sample carrier 30 to the Centrifugal Microfluidic Biochip 10 in the area of the opening 20 set up to receive a biological sample.
  • the Centrifugal Microfluidic Biochip 10 has a fluidic system for biological samples through the opening 20 is accessible.
  • the opening 20 can be completely closed by the fastening means 40 acting as a closure.
  • the fastener is 40 for this - as Fig. 2A shows - connected to the Centrifugal Microfluidic Biochip 10 via a hinge.
  • the wall surrounding the opening 20 to the fluidic system is designed as a support for the sample carrier 30, which rests with its edge sections on the support and otherwise spans the entire area of the opening 20.
  • the sample carrier 30 thus takes on the function of a wall closing the opening 20.
  • the fastening means 40 which acts as a closure, can be folded onto the centrifugal microfluidic biochip 10, as shown in FIG Microfluidic biochips 10 and the fastener 40 are clamped and thereby fixed in position.
  • Fig. 2E shows the centrifugal microfluidic biochip 10, in which the fluidic system is sealed in a fluid-tight manner by the fastening means 40 while fixing the sample carrier 30 spanning the opening, so that liquid 50 guided past the sample carrier 30 comes into contact with the sample adhering to the sample carrier 30 and this in particular can be partially washed off from the sample carrier 30.

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Abstract

Centrifugal Microfluidic Biochip (10) mit einem aus einer Mehrzahl von Kammern und/oder Leitungen gebildeten fluidischen System mit einem zum Einbringen einer biologischen Probe in das fluidische System eingerichteten Öffnung (20), gekennzeichnet durch ein zur Fixierung eines eine biologische Probe aufweisenden, die Öffnung (20) überdeckenden Probenträgers (30) am Centrifugal Microfluidic Biochip (10) eingerichtetes Befestigungsmittel (40).

Description

CENTRIFUGAL MICROFLUIDIC BIOCHIP
Die Erfindung betrifft einen Centrifugal Microfluidic Biochip mit einem aus einer Mehrzahl von Kammern und/oder Leitungen gebildeten fluidischen System mit einem zum Einbringen einer biologischen Probe in das fluidische System eingerichteten Öffnung.
Centrifugal Microfluidic Biochips, auch als Centrifugal Microfluidic Bio-Disks oder zentrifugalmikrofluidische Testkartuschen bezeichnet, werden in der medizinischen Diagnostik im Rahmen von als Lab-on-a-Chip- bzw. Lab-on-a-Disk-Systemen verwendet. Derartige Systeme sind beispielsweise aus DE 10 2013 203 293 B4, EP 2 416 Bl, CN 109765391 A, CN 209680127 U und CN 209772148 U bekannt.
Diese Centrifugal Microfluidic Biochips weisen ein (mikro)fluidisches System auf, in das eine Probe eingegeben wird, die gemäß einem vorbestimmten Ablaufprotokoll mithilfe eines u.a. als Zentrifuge wirkenden Analysegeräts mit einer an die Bio-Disk angepassten Rotationseinrichtung automatisch prozessiert werden kann. e nach der zu bearbeitenden Fragestellung werden auf dem Centrifugal Microfluidic Biochip entsprechende Reagenzien bereitgehalten werden, die unter anderem flüssig in Stickpacks, auch Sachet oder Siegelrandbeutel genannt, luftgetrocknet oder gefriergetrocknet (lyophilisiert) vorgehalten werden.
Mittels der bekannten Centrifugal Microfluidic Biochips ist es grundsätzlich möglich, arbeitsintensive und fehleranfällige Laborroutinen zu automatisieren und verschiedene Arbeitsabläufe von der Probenaufbereitung bis zur Datenanalyse in nur einem Arbeitsgang durchzuführen. Insbesondere kann mittels der bekannten Systeme eine wesentlich schnellere und genauere Analyse von Patientenproben und eine daran angepasste Therapie erfolgen.
So ist beispielsweise aus der EP 3 247 497 Bl ein mit den eingangs genannten Merkmalen ausgestatteter Centrifugal Microfluidic Biochip bekannt, der ein insbesondere als Tupfer ausgebildetes Probennahmeinstrument aufnehmen und eine daran anhaftende biologische Probe analysieren kann. Wenngleich dieser Centrifugal Microfluidic Biochip für die Verarbeitung einiger biologischer Proben vorteilhaft sein kann, ergibt sich bei der Entnahme von Proben von biologischen Oberflächen, die vor allem den in der Dermatologie und in der Onkologie verwendeten, eine schnelle und kostengünstige Diagnostik ermöglichenden Abklatschpräparaten zugeordnet werden können, das grundsätzliche Problem, dass die Verarbeitung dieser Proben im Zusammenhang mit einem Centrifugal Microfluidic Biochip einen erhöhten manuellen Aufwand bedeuten. Die entnommene Probe, deren Entnahme insbesondere durch einen auf das zu untersuchende Areal, beispielsweise eine Läsion, eine geschwürige Hautveränderung oder ein Tumoranschnitt oder eine infektiöse Läsion, aufzubringenden Klebestreifen erfolgt, muss nämlich zur Prozessierung durch einen Centrifugal Microfluidic Biochip zunächst weiter aufbereitet, insbesondere zerkleinert werden bevor diese in eine Probenkammer eines Centrifugal Microfluidic Biochips eingeführt werden können.
Mit dieser zusätzlichen vorbereitenden Tätigkeit steigt zum einen die Gefahr von Kontaminationen, zum anderen besteht das Problem, dass die zerkleinerten Klebestreifen innerhalb des fluidischen Systems dazu neigen, sich aneinander oder an die Wandungen des fluidischen Systems zu lagern, sodass die dem Klebestreifen anhaftenden biologischen Proben der Analyse nicht zugänglich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lösung für das vorgehende Problem dahingehend zu schaffen, dass insbesondere flächigen Probenträgern anhaftende biologische Proben mittels eines Centrifugal Microfluidic Biochips vollständig analysiert werden können, ohne die biologische Probe zu kontaminieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Centrifugal Microfluidic Biochip mit den Merkmalen von Anspruch 1, das Analysesystem mit den Merkmalen von Anspruch 9 und das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst. Die Unteransprüche geben jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, den Probenträger einer Abklatschprobe nicht durch eine Öffnung in eine Kammer des fluidischen Systems eines Centrifugal Microfluidic Biochips einzuführen, sondern den Probenträger mit seiner die biologische Probe aufweisenden Seite so auf der Außenseite des Centrifugal Microfluidic Biochips anzuordnen, dass der Probenträger die Öffnung jedenfalls teilweise überdeckt und die die biologische Probe aufweisende Seite des Probenträgers von im fluidischen System entlang der Öffnung geführten Fluiden überspült werden kann. Die Erfindung eignet sich insbesondere für flächige Probenträger, speziell Klebestreifen. Diese sind bevorzugt so ausgebildet, dass diese die Öffnung im fluidischen System vollständig abdecken und Überspannen, wobei der Probenträger durch ein Befestigungsmittel am Centrifugal Microfluidic Biochip fixiert und gesichert wird. Das Befestigungsmittel kann speziell als Verschluss ausgebildet sein, sodass der Probenträger nicht nur fixiert, sondern auch vor Kontamination von außen geschützt ist, wobei das fluidische System zugleich verschlossen wird und ein Auslaufen von chemischen Substanzen aus dem Centrifugal Microfluidic Biochip unterbunden wird. Nach der Prozessierung kann der Centrifugal Microfluidic Biochip entsprechend unter Einhaltung hygienischer Standards entsorgt werden, sodass sich ein insgesamt sicheres und effizientes System ergibt.
Dadurch dass die Öffnung im Centrifugal Microfluidic Biochip in Bezug auf den Probenträger eine vorbestimmte Fläche definiert, ist es außerdem möglich, die Analyse auf die von der Öffnung bestimmte Fläche zu beziehen, sodass nicht nur qualitative, sondern auch quantitative Aussagen hinsichtlich der Beschaffenheit eines Abklatschpräparats möglich sind.
Erfindungsgemäß wird also ein Centrifugal Microfluidic Biochip, der auch als Centrifugal Microfluidic Bio-Disk oder zentrifugalmikrofluidische Testkartusche bezeichnet werden kann, mit einem aus einer Mehrzahl von Kammern und/oder Leitungen gebildeten fluidischen System mit einem zum Einbringen einer biologischen Probe in das fluidische System eingerichteten Öffnung vorgeschlagen, der ein zur Fixierung eines eine biologische Probe aufweisenden, die Öffnung überdeckenden Probenträgers am Centrifugal Microfluidic Biochip eingerichtetes Befestigungsmittel aufweist. Das Befestigungsmittel ist insbesondere als Klemme ausgebildet, die den Probenträger am Centrifugal Microfluidic Biochip befestigt. Der Probenträger ist dabei so beschaffen, dass dieser die Öffnung jedenfalls teilweise überdeckt. Besonders bevorzugt weist der Probenträger eine Fläche auf, die größer als die durch die Öffnung gebildet Fläche ist, wobei die Kontur der Öffnung von der Kontur der Probenträgerfläche vollständig überlagert werden kann. Mit anderen Worten kann der Probenträger die Öffnung bevorzugt vollständig abdecken, sodass die Öffnung des Centrifugal Microfluidic Biochips diejenige Fläche und damit die dem Probenträger anhaftende Menge der biologischen Probe, beispielsweise die (maximale) Zellmenge oder - -
Pathogenmenge, bestimmt, die mittels der im fluidischen System vorgehaltenen Reagenzien prozessiert werden kann.
Das Befestigungsmittel ist bevorzugt zur Einnahme einer die Öffnung freigebenden ersten Position und einer selbst oder mittels des Probenträgers die Öffnung verschließenden zweiten Position eingerichtet.
Das Befestigungsmittel ist nicht zwingend als dauerhaft mit dem Centrifugal Microfluidic Biochip verbundener Bestandteil zu verstehen, sondern kann gemäß einem Ausführungsbeispiel mit dem Centrifugal Microfluidic Biochip lösbar verbunden sein. So ist es denkbar, dass das Befestigungsmittel wiederholt mit einer Mehrzahl von Centrifugal Microfluidic Biochips verwendbar ist, sodass diese Ausgestaltung ressourcenschonend eingesetzt werden kann.
Speziell ist vorgesehen, dass das Befestigungsmittel als ein in eine um die Öffnung angeordnete Nut einsetzbarer Rahmen ausgebildet ist. Insbesondere kann der Rahmen als Stanze ausgebildet sein, der den zu analysierenden Abschnitt aus dem Probenträger herausstanzt und zugleich am Centrifugal Microfluidic Biochip fixiert. Der Rahmen kann rechteckig ausgebildet sein, ist jedoch bevorzugt ein Ring, der speziell mit der Öffnung konzentrisch anzuordnen ist.
Die Öffnung kann bevorzugt in einer Vertiefung angeordnet sein, wobei der die Öffnung umgebende Wandabschnitt des Centrifugal Microfluidic Biochips eine Auflagefläche für Randabschnitte des Probenträgers ausbildet. Speziell kann die geometrische Form der Vertiefung mit der geometrischen Form des Probenträgers identisch sein.
Jedenfalls ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Befestigungsmittel ein die Öffnung fluiddicht verschließender Verschluss ist, beispielsweise in Form einer Kappe oder eines Deckels, wobei der Verschluss höchst bevorzugt einen als Flansch ausgebildeten ringförmigen Abschnitt aufweist, der gemäß dem zuvor genannten Beispiel in eine um die Öffnung angeordnete Nut, gegebenenfalls unter Beschnitt des Probenträgers, einsetzbar ist. Der Verschluss stellt zum einen aufgrund seiner Klemmkraft die Fixierung des Probenträgers am Centrifugal Microfluidic Biochip sicher. Zum anderen wird die Gefahr von Kontaminationen verringert und der Centrifugal Microfluidic Biochip zugleich vor einem Auslaufen von Flüssigkeit geschützt. Insbesondere liegt der Verschluss dem Probenträger vollflächig an und bewirkt eine sichere Dichtung gegenüber dem fluidischen System. Zur Sicherung des Befestigungsmittels am Centrifugal Microfluidic Biochip können bevorzugt Rastmittel vorgesehen sein.
Eine in der Handhabung sehr angenehme Ausgestaltung wird dann erreicht, wenn ein zum Verschwenken des Befestigungsmittels relativ zum Centrifugal Microfluidic Biochip eingerichtetes Scharnier vorgesehen ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist eine einfache und positionsgenaue Befestigung des Befestigungsmittels am Centrifugal Microfluidic Biochip und damit des Probenträgers am Centrifugal Microfluidic Biochip ermöglicht.
Der Centrifugal Microfluidic Biochip ist bevorzugt als zwei Grundflächen und eine zwischen diesen angeordnete Mantelfläche aufweisende Scheibe ausgebildet, wobei die Öffnung besonders bevorzugt in einer der Grundflächen des als Scheibe ausgebildeten Centrifugal Microfluidic Biochips angeordnet ist. Die Öffnung in einer der Grundflächen ermöglicht eine einfache Handhabung der flachen Scheibe, in dem die Scheibe auf einer Arbeitsfläche abgelegt werden und die der Arbeitsfläche abgewandte Grundfläche von oben mit dem Probenträger beschickt werden kann. Nach Fixierung des Probenträgers am Centrifugal Microfluidic Biochip und Verschließen der Öffnung durch den Probenträger selbst oder durch das als fluiddichter Verschluss ausgebildete Befestigungsmittel kann die Centrifugal Microfluidic Biochip gewendet werden, sodass die Probe einen Bodenabschnitt des fluidischen Systems bildet und leicht von Fluid überspült werden kann. Grundsätzlich ist auch eine Anordnung der Öffnung in der Mantelfläche denkbar, die bei Rotation ein einfaches Inkontaktbringen des Probenträgers mit Fluid ermöglichen würde.
Des Weiteren wird ein aufeinander abgestimmtes Analysesystem mit einem erfmdungsgemäß ausgestalteten Centrifugal Microfluidic Biochip und einem zur Aufnahme einer biologischen Probe eingerichteten Probenträger vorgeschlagen, wobei darauf zu achten ist, dass der Probenträger eine die Öffnung des Centrifugal Microfluidic Biochips vollständig überdeckende Fläche aufweist.
Der Probenträger ist insbesondere flächig und speziell als Klebestreifen ausgebildet, wobei der Probenträger besonders bevorzugt eine auf einer wasserundurchlässigen Trägerschicht angeordnete, gegebenenfalls eine Klebemasse aufweisende Schicht zur Aufnahme einer biologischen Probe aufweist. Die Ausbildung einer wasserundurchlässigen Trägerschicht ermöglicht die Ausbildung des Befestigungsmittels als Rahmen ohne dass der Centrifugal Microfluidic Biochip zusätzlich gegen ein Auslaufen von Flüssigkeit gesichert werden müsste.
Schließlich wird ein Verfahren zum Analysieren einer biologischen Probe mittels eines erfmdungsgemäß ausgestalteten Centrifugal Microfluidic Biochips oder eines erfmdungsgemäß ausgestalteten Analysesystem vorgeschlagen, wobei der Centrifugal Microfluidic Biochip jeweils zur Analyse der biologischen Probe hinsichtlich einer vorbestimmten Fragestellung eingerichtet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Bereitstellen einer einem Probenträger anhaftenden biologischen Probe;
- Anordnen des Probenträgers am Centrifugal Microfluidic Biochip derart, dass im fluidischen System an der Öffnung vorbeigeführte Flüssigkeit in Kontakt mit der biologischen Probe treten kann;
- Fixieren des Probenträgers am Centrifugal Microfluidic Biochip mithilfe des Befestigungsmittels; und
- Prozessieren der biologischen Probe in hinsichtlich einer vorbestimmten Fragestellung an sich bekannter Weise.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Prozessieren das Lysieren der dem Probenträger anhaftenden biologische Probe umfasst, wobei das Lysieren besonders bevorzugt mechanisch, chemisch, enzymatisch und/oder unter der Anwendung von Wärme erfolgt. Insbesondere wird durch Verwendung eines Lysepuffers sichergestellt, dass die dem Probenträger anhaftende biologische Probe, insbesondere Zellen, vollständig aufgeschlossen und der Analyse zugänglich sind.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Prozessieren das Inkontaktbringen der biologischen Probe mit einem Reagenz umfasst, wobei die Veränderung des Reagenz, die Aufschluss über Eigenschaften der biologischen Probe gibt, in an sich bekannter Weise analysiert wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines besonders bevorzugt dargestellten ersten
Ausführungsbeispiels nach der Erfindung; und
Fig. 2 eine geschnittene Darstellung eines besonders bevorzugt ausgestalteten zweiten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung im Bereich des als Verschluss ausgebildeten Befestigungsmittels.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines wenngleich nur schematisch dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Centrifugal Microfluidic Biochips nach der Erfindung. Der Centrifugal Microfluidic Biochip 10 ist als zwei Grundflächen und eine zwischen diesen angeordnete Mantelfläche aufweisende Scheibe ausgebildet, wobei die mit dem fluidischen System kommunizierende Öffnung 20 in einer der Grundflächen des als Scheibe ausgebildeten Centrifugal Microfluidic Biochips 10 angeordnet ist.
Das einen (nicht dargestellten) Probenträger am Centrifugal Microfluidic Biochip 10 fixierende Befestigungsmittel 40 kann mittels eines Scharniers relativ zum Centrifugal Microfluidic Biochip 10 verschwenkt werden. Insbesondere ist das Befestigungsmittel 40 als Deckel ausgebildet und weist einen sich aus der Ebene des Deckels erstreckenden ringförmigen Flansch auf, der in eine am Centrifugal Microfluidic Biochip 10 angeordnete Nut eingesetzt werden kann. Aus der die Öffnung 20 freigebenden Position kann das Befestigungsmittel 40 also in eine die Öffnung 20 verschließende Position überführt werden, in der nicht nur der (nicht dargestellte) Probenträger am Centrifugal Microfluidic Biochip 10 fixiert, sondern auch die Öffnung 20 fluiddicht verschlossen werden kann.
Schließlich zeigt Fig. 2 eine geschnittene Darstellung eines besonders bevorzugt ausgestalteten zweiten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung im Bereich des als Verschluss ausgebildeten B efe stigungsmittel s .
Insbesondere zeigt Fig. 2 den Ablauf zur Befestigung des Probenträgers 30 am Centrifugal Microfluidic Biochip 10 im Bereich der zur Aufnahme einer biologischen Probe eingerichteten Öffnung 20. Wie zuvor beschrieben weist der Centrifugal Microfluidic Biochip 10 ein fluidisches System auf, das für biologische Proben durch die Öffnung 20 zugänglich ist. Im gezeigten Beispiel kann die Öffnung 20 durch das als Verschluss wirkende Befestigungsmittel 40 vollständig verschlossen werden. Hierfür ist das Befestigungsmittel 40 - wie Fig. 2A zeigt - mit dem Centrifugal Microfluidic Biochip 10 über ein Scharnier verbunden.
Zur Prozessierung einer biologischen Probe wird ein flächiger Probenträger 30, auf dessen dem Centrifugal Microfluidic Biochip 10 bzw. dem fluidischen System des Centrifugal Microfluidic Biochips 10 zugewandter Seite die biologische Probe anhaftet, in eine Vertiefung in der Grundfläche des Centrifugal Microfluidic Biochips 10 eingelegt. Hierfür ist die die Öffnung 20 zum fluidischen System umgebende Wandung als Auflage für den Probenträger 30 ausgebildet, der mit seinen Randabschnitten auf der Auflage aufliegt und die Öffnung 20 ansonsten vollflächig überspannt. Der Probenträger 30 übernimmt damit die Funktion einer die Öffnung 20 verschließenden Wandung.
Ist der Probenträger, wie Fig. 2B und Fig. 2C zeigen, richtig positioniert, kann das als Verschluss wirkende Befestigungsmittel 40, wie in Fig. 2D gezeigt, an den Centrifugal Microfluidic Biochip 10 angeklappt werden, wodurch der Probenträger 30 zwischen der Auflage des Centrifugal Microfluidic Biochips 10 und dem Befestigungsmittel 40 eingeklemmt und dadurch in seiner Position fixiert wird.
Schließlich zeigt Fig. 2E den Centrifugal Microfluidic Biochip 10, bei dem das fluidische System vom Befestigungsmittel 40 unter Fixieren des die Öffnung überspannenden Probenträgers 30 fluiddicht verschlossen ist, sodass am Probenträger 30 vorbeigeführte Flüssigkeit 50 mit der am Probenträger 30 anhaftenden Probe in Kontakt treten und diese insbesondere vom Probenträger 30 jedenfalls teilweise abwaschen kann.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Centrifugal Microfluidic Biochip (10) mit einem aus einer Mehrzahl von Kammern und/oder Leitungen gebildeten fluidischen System mit einem zum Einbringen einer biologischen Probe in das fluidische System eingerichteten Öffnung (20), gekennzeichnet durch ein zur Fixierung eines eine biologische Probe aufweisenden, die Öffnung (20) überdeckenden Probenträgers (30) am Centrifugal Microfluidic Biochip (10) eingerichtetes Befestigungsmittel (40). . Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (40) zur Einnahme einer die Öffnung (20) freigebenden ersten Position und einer selbst oder mittels des Probenträgers (30) die Öffnung (20) verschließenden zweiten Position eingerichtet ist.
3. Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (40) mit dem Centrifugal Microfluidic Biochip (10) lösbar verbunden ist. . Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (40) als ein in eine um die Öffnung (20) angeordnete Nut einsetzbarer Rahmen ausgebildet ist.
5. Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (40) ein die Öffnung (20) fluiddicht verschließender Verschluss ist. Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet ein zum Verschwenken des Befestigungsmittels (40) relativ zum Centrifugal Microfluidic Biochip (10) eingerichtetes Scharnier. Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Centrifugal Microfluidic Biochip (10) als zwei Grundflächen und eine zwischen diesen angeordnete Mantelfläche aufweisende Scheibe ausgebildet ist. Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (20) in einer der Grundflächen des als Scheibe ausgebildeten Centrifugal Microfluidic Biochips (10) angeordnet ist. Analysesystem mit einem Centrifugal Microfluidic Biochip (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem zur Aufnahme einer biologischen Probe eingerichteten Probenträger (30), wobei der Probenträger (30) eine die Öffnung (20) des Centrifugal Microfluidic Biochips (10) vollständig überdeckende Fläche aufweist. Analysesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenträger (30) ein Klebestreifen ist. Analysesystem nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenträger (30) eine auf einer wasserundurchlässigen Trägerschicht angeordnete Schicht zur Aufnahme einer biologischen Probe aufweist. Verfahren zum Analysieren einer biologischen Probe mittels eines Centrifugal
Microfluidic Biochips (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder eines Analysesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Centrifugal Microfluidic Biochip (10) jeweils zur Analyse der biologischen Probe hinsichtlich einer vorbestimmten Fragestellung eingerichtet ist, mit den Schritten:
- Bereitstellen einer einem Probenträger (30) anhaftenden biologischen Probe; - Anordnen des Probenträgers (30) am Centrifugal Microfluidic Biochip (10) derart, dass im fluidischen System an der Öffnung vorbeigeführte Flüssigkeit (50) in Kontakt mit der biologischen Probe treten kann;
- Fixieren des Probenträgers (30) am Centrifugal Microfluidic Biochip (10) mithilfe des Befestigungsmittels (40); und - Prozessieren der biologischen Probe in hinsichtlich einer vorbestimmten
Fragestellung an sich bekannter Weise. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessieren das Lysieren der dem Probenträger (30) anhaftenden biologische Probe umfasst. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lysieren mechanisch, chemisch, enzymatisch und/oder unter der Anwendung von Wärme erfolgt.
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