WO2024052247A1 - Array für eine mikrofluidische vorrichtung - Google Patents

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WO2024052247A1 PCT/EP2023/074108 EP2023074108W WO2024052247A1 WO 2024052247 A1 WO2024052247 A1 WO 2024052247A1 EP 2023074108 W EP2023074108 W EP 2023074108W WO 2024052247 A1 WO2024052247 A1 WO 2024052247A1
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capillary channel
capillary
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Anja Lippert
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Robert Bosch Gmbh
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    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces

Definitions

  • the present invention relates to an array for a microfluidic device.
  • the present invention further relates to a microfluidic device which has the array and to the use of the array in a microfluidic device.
  • Microfluidic analysis systems also known as lab-on-chip systems, allow automated processing of chemical or biological substances for medical diagnostics.
  • a sample carrier which is referred to as an array.
  • the array has several wells with dried reagents in front of them. These reagents are introduced into the wells as a solution in a so-called spotting fluid. After the spotting fluid has dried, they can be covered with a poorly soluble substrate such as agarose or threhalose.
  • the array is flushed with a reaction liquid and the depressions, also known as wells, are filled in this way.
  • the depressions can then be insulated from each other using a sealing liquid. This is described, for example, in DE 10 2018 204 642 Al. After the sealing liquid has been introduced, reactions take place in the wells between the reaction mixture and the reagents stored there.
  • the array for a microfluidic device consists in particular of silicon. It has one side with several depressions in which reagents are arranged. This side is intended to be washed over by a reaction liquid in the microfluidic device. It is therefore arranged as the top side in the microfluidic device.
  • the depressions each have at least one open capillary channel, which extends from the side along a lateral surface of the depressions and ends above a bottom of the depressions.
  • the wells must be filled in a reproducible and controlled manner. This is the only way to ensure that chemical reactions in the wells take place reproducibly and with sufficient yield. Even if the side is highly hydrophilized, there is a risk that air pockets will remain in the recesses. The capillary channel therefore promotes the filling of the depressions.
  • each capillary channel ends above the bottom of its respective recess.
  • a distance between the bottom and one end of the capillary channel is at least 100pm.
  • the depressions preferably have a circular cross section at their bottom, with a diameter of the cross section being at least 250pm. Such a large diameter of the depressions promotes deposition of the reagents at the bottom and reduces the risk of spotting liquid coming into contact with one end of a capillary channel and then crawling up it.
  • An angle between the base and the lateral surface is preferably a maximum of 100°, particularly preferably 90°. If the depressions are circular cylindrical or at least very close to the circular cylindrical shape, a possible complete deposition of the reagents at the bottom of the depressions is further promoted.
  • a depth of the capillary channel at its opening to the side is preferably at least 10 pm in order to be able to significantly support the filling of the depressions. Furthermore, it is preferred that the depth of the capillary channel at its opening to the side is a maximum of 25 pm. This ensures that a hydraulic diameter of the capillary channel remains small enough to promote the filling of the depressions through its capillary pressure in the event of hydrophilic wetting behavior.
  • the depth preferably decreases from the opening of the capillary channel on the side to its end so that it tapers into the recess.
  • the capillary channel has a hydrophilic surface to ensure complete emptying of the capillary channel into the recess.
  • a width of the capillary channel corresponds to a maximum of twice its depth at its opening to the side.
  • a rectangular channel cross-section is designed in particular as a square channel cross-section at its opening to the side and a triangular channel cross-section is designed at its opening to the side in particular in the shape of a simultaneous triangle.
  • the width of a channel with a semicircular cross section corresponds to the diameter of the semicircle at its opening to the side. Even if a single capillary channel per well improves the filling of the well, it is preferred that each well has several capillary channels.
  • all of these capillary channels open into an edge region of the depression, which corresponds to a circular segment with a center angle of a maximum of 180°.
  • this edge region can face the direction of flow of the array, so that all capillary channels are flowed through when the reaction liquid is introduced.
  • Capillary channels that face away from the direction of flow would not promote the filling of the wells, but would only increase the risk of reagents being carried over from the wells.
  • the array can be used in a microfluidic device.
  • the microfluidic device has at least one array chamber in which the array described above is arranged.
  • Reagents in particular are arranged in the wells of the array. These reagents are preferably covered with a substrate, which is, for example, agarose or threhalose.
  • the array has a plurality of capillary channels which open into a common edge region of the recess, then it is preferred that this edge region faces an inflow direction of a fluid into the array chamber, so that all capillary channels can be flowed through by the fluid.
  • the array chamber can in particular be an analysis chamber which has a transparent window above the side of the array through which the contents of the wells can be analyzed using optical methods.
  • the microfluidic device can be a cartridge that is intended to be inserted into a microfluidic analysis system. Reagents are stored in such a cartridge and a sample liquid is introduced into the cartridge. After carrying out chemical reactions and analyzing the reaction result, the Cartridge can be disposed of as a disposable item, while other components of the analysis system, such as an optical sensor, are reused.
  • Such a cartridge has in particular a fluidic layer, an elastomeric membrane and a pneumatic layer.
  • the fluidic layer is understood to mean a layer in which a fluid channel system for transporting reagents and sample liquids is formed in a substrate.
  • the fluidic layer is separated from the pneumatic layer by the elastomeric membrane.
  • Pneumatic channels run in the pneumatic layer and open onto the elastomer membrane.
  • the microfluidic device is set up to carry out an amplification reaction, such as a PCR reaction or an rlTA reaction.
  • the setup is carried out by pre-storing the reagents required for the amplification reaction.
  • Figure 1 shows a top view of components of a microfluidic device according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows a top view of a depression in an array according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 3 shows a cross-sectional representation of a depression in an array according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 4 shows a cross-sectional view of a capillary channel in an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 5 shows a cross-sectional view of a capillary channel in another embodiment of the invention.
  • Figure 6 shows a cross-sectional view of a capillary channel in yet another embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a section of a microfluidic device 10 according to a first exemplary embodiment of the invention, which is designed, for example, as a disposable cartridge for an analysis system.
  • Channels and chambers are arranged in a fluidic layer of the microfluidic device 10, which has, for example, a substrate made of polycarbonate.
  • An inlet channel 11 expands in an inlet area 12 to form an array chamber 13.
  • An array 14 is arranged in this array chamber 13, which consists, for example, of silicon. It has forty-four depressions 20 on its upper side 15.
  • a fluid 31 can flow into the array chamber 13 through the inlet channel 11 and the inlet area 12 and wash over the upper side 15 of the array 14 there.
  • a reaction liquid is introduced into the array chamber 13 as a fluid 31 in order to introduce it into the depressions 20 and cause it to react there with the upstream reagents.
  • a depression 20 is shown in detail in FIG. Seven capillary channels 41 to 47, which open towards the upper side 15 of the array 14, extend in the lateral surface 21 of the circular cylindrical recess 20 towards its bottom 22.
  • the openings of all capillary channels 41 to 47 lie in an edge region 23 of the recess 20, which corresponds to a circle segment with a center angle a of 90°.
  • a reagent 50 is located in front of the bottom 22 of the depression 20.
  • FIG. 3 shows in detail the course of a capillary channel 44.
  • the depression 20 has a height H of 300 pm and a diameter d of 300 pm.
  • the Angle ⁇ between its lateral surface 21 and its base 22 is 90° due to its circular cylindrical shape.
  • the capillary channel 44 opens at an angle y of 3° from the upper side 15 of the array 14 into the lateral surface 41 and ends at a height h of 150 pm above the bottom 22.
  • the capillary channel has a depth t 44 from 3 p.m. This depth t decreases linearly up to the end of the capillary channel 44.
  • a cross section of the capillary channel 44 at its opening to the upper side 15 is shown in Figure 4. It is square so that the depth t corresponds to its width b. While the depth t decreases as the capillary channel runs out into the recess 20, its width b remains constant.
  • the cross section of the capillary channels 41 to 47 differs from the cross section shown in FIG. 4 in that it has the shape of a simultaneous triangle. This is shown in Figure 5. While the depth t corresponds to the depth t in the first exemplary embodiment, the width b is 20 pm. While the width b remains constant over the entire length of the capillary channels 41 to 47, the depth t decreases along the length of the capillary channels 41 to 47, so that their cross section changes its shape from an equilateral triangle to an isosceles triangle.
  • the cross section of the capillary channels 41 to 47 differs from the cross section according to the first two exemplary embodiments in that it has the shape of a semicircle shown in FIG. 6 at the opening from the upper side 15 into the lateral surface 41.
  • the width b of the capillary channels 41 to 47 corresponds to the diameter of the semicircle and is twice as large as the depth t, which corresponds to the radius of the semicircle.
  • the width b remains constant over the length of the capillary channels 41 to 47, while the depth t decreases as the proximity to the bottom 22 of the depression 20 increases. This compresses the semicircular shape of the cross section over the length of the capillary channels 41 to 47.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Array (14) für eine mikrofluidische Vorrichtung, aufweisend eine Seite (15) mit mehreren Vertiefungen (20). Die Vertiefungen (20) weisen jeweils mindestens einen offenen Kapillarkanal (44) auf, der sich von der Seite (15) ausgehend entlang einer Mantelfläche (21) der Vertiefungen (20) erstreckt und oberhalb eines Bodens (22) der Vertiefungen (20) endet. Die mikrofluidische Vorrichtung weist mindestens eine Arraykammer auf, in der das Array angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Array für eine mikrofluidische Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Array für eine mikrofluidische Vorrichtung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine mikrofluidische Vorrichtung, welche das Array aufweist, sowie die Verwendung des Arrays in einer mikrofluidischen Vorrichtung.
Stand der Technik
Mikrofluidische Analysesysteme, die auch als Lab-on-Chip-Systeme bezeichnet werden, erlauben ein automatisiertes Prozessieren chemischer oder biologischer Substanzen für die medizinische Diagnostik. Sie weisen hierzu häufig einen Probenträger auf, der als Array bezeichnet wird. Das Array weist mehrere Vertiefungen mit vorgelagerten eingetrockneten Reagenzien auf. Diese Reagenzien werden als Lösung in einem sogenannten Spotting-Fluid in die Vertiefungen eingebracht. Dort können sie nach dem Eintrocknen des Spotting- Fluids mit einem schwer löslichen Substrat wie beispielsweise Agarose oder Threhalose abgedeckt werden.
Das Array wird mit einer Reaktionsflüssigkeit überspült und die Vertiefungen, die auch als Wells bezeichnet werden, auf diese Weise befüllt. Anschließend können die Vertiefungen mittels einer Versiegelungsflüssigkeit gegeneinander isoliert werden. Dies wird beispielsweise in der DE 10 2018 204 642 Al beschrieben. Nachdem Einbringen der Versiegelungsflüssigkeit laufen in den Vertiefungen Reaktionen zwischen dem Reaktionsgemisch und den dort vorgelagerten Reagenzien ab.
Offenbarung der Erfindung Das Array für eine mikrofluidische Vorrichtung besteht insbesondere aus Silizium. Es weist eine Seite mit mehreren Vertiefungen auf, in welchen Reagenzien angeordnet sind. Diese Seite ist dazu vorgesehen, in der mikrofluidischen Vorrichtung von einer Reaktionsflüssigkeit überspült zu werden. Sie wird deshalb in der mikrofluidischen Vorrichtung als Oberseite angeordnet.
Es ist vorgesehen, dass die Vertiefungen jeweils mindestens einen offenen Kapillarkanal aufweisen, der sich von der Seite ausgehend entlang einer Mantelfläche der Vertiefungen erstreckt und oberhalb eines Bodens der Vertiefungen endet.
Die Befüllung der Vertiefungen muss auf reproduzierbare und kontrollierte Weise erfolgen. Nur so ist sichergestellt, dass chemische Reaktionen in den Vertiefungen reproduzierbar und mit hinreichender Ausbeute ablaufen. Selbst wenn die Seite stark hydrophilisiert ist, besteht allerdings die Gefahr, dass in den Vertiefungen Lufteinschlüsse Zurückbleiben. Der Kapillarkanal fördert daher die Befüllung der Vertiefungen.
Würden ein oder mehrere Kapillarkanäle bis zum Boden einer Vertiefung reichen, so würde dies allerdings ein Quersprechen zwischen den Vertiefungen begünstigen. Wenn Reagenzien mittels einer Spotting-Flüssigkeit in die Vertiefungen eingebracht werden, würden diese aufgrund des kapillaren Drucks in den Kapillarkanälen an den Wänden der Vertiefungen hochsteigen. Sie würden sich damit nicht nur am Boden der Vertiefungen, sondern auch an deren Wänden ablagern. Somit würde es nicht gelingen, die Reagenzien mittels eines schwerlöslichen Substrats, welches sich nur am Boden der Vertiefungen absetzt, abzudecken. Beim späteren Überspülen des Arrays mit einer Reaktionsflüssigkeit würden die an den Wänden haftenden Reagenzien schnell in Lösung gehen und in andere Vertiefungen verschleppt werden. Deshalb ist es vorgesehen, dass jeder Kapillarkanal oberhalb des Bodens seiner jeweiligen Vertiefung endet. Bevorzugt beträgt ein Abstand zwischen den Boden und einem Ende des Kapillarkanals mindestens 100pm.
Die Vertiefungen weisen an ihrem Boden vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei ein Durchmesser des Querschnitts mindestens 250pm beträgt. Ein so großer Durchmesser der Vertiefungen begünstigt die Ablagerung der Reagenzien am Boden noch weiter und verringert die Gefahr, dass Spotting- Flüssigkeit mit einem Ende eines Kapillarkanals in Kontakt kommt und anschließend in diesem hochkriecht.
Ein Winkel zwischen dem Boden und der Mantelfläche beträgt jeweils bevorzugt maximal 100°, besonders bevorzugt 90°. Wenn die Vertiefungen kreiszylinderförmig sind oder der Kreiszylinderform zumindest sehr nahe kommen, wird eine möglich vollständige Ablagerung der Reagenzien am Boden der Vertiefungen noch weiter gefördert.
Eine Tiefe des Kapillarkanals beträgt an seiner Öffnung zu der Seite vorzugsweise mindestens 10 pm, um die Befüllungen der Vertiefungen signifikant unterstützen zu können. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Tiefe des Kapillarkanals an seiner Öffnung zu der Seite maximal 25 pm beträgt. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein hydraulischer Durchmesser des Kapillarkanals klein genug bleibt, um bei hydrophilem Benetzungsverhalten durch seinen kapillaren Druck die Befüllung der Vertiefungen zu fördern. Die Tiefe verringert sich vorzugsweise von der Öffnung des Kapillarkanals an der Seite zu seinem Ende, sodass er in die Vertiefung hinein ausläuft.
Es ist bevorzugt, dass der Kapillarkanal eine hydrophile Oberfläche aufweist, um eine vollständige Entleerung des Kapillarkanals in die Vertiefung sicherzustellen.
Es hat sich gezeigt, dass für die Befüllung der Vertiefungen ein rechteckiger, dreieckiger oder halbkreisförmiger Querschnitt des Kapillarkanals besonders vorteilhaft ist.
Um einen ausreichend geringen hydraulischen Querschnitt des Kapillarkanals zu gewährleisten, ist es weiterhin bevorzugt, dass eine Breite des Kapillarkanals maximal seiner doppelten Tiefe an seiner Öffnung zu der Seite entspricht. Ein rechteckiger Kan al qu erseh nitt ist an seiner Öffnung zu der Seite insbesondere als quadratischer Kanalquerschnitt ausgeführt und ein dreieckiger Kanalquerschnitt ist an seiner Öffnung zu der Seite insbesondere in der Form eines gleichzeitigen Dreiecks ausgeführt. Die Breite eines Kanals mit halbkreisförmigem Querschnitt entspricht an seiner Öffnung zu der Seite dem Durchmesser des Halbkreises. Auch wenn bereits ein einziger Kapillarkanal pro Vertiefung die Befüllung der Vertiefung verbessert, ist es bevorzugt, dass jede Vertiefung mehrere Kapillarkanäle aufweist. Besonders bevorzugt münden alle diese Kapillarkanäle in einen Randbereich der Vertiefung, der einem Kreissegment mit einem Mittelpunktswinkel von maximal 180° entspricht. Dieser Randbereich kann beim Einbau des Arrays in eine mikrofluidische Vorrichtung der Anströmrichtung des Arrays zugewandt werden, sodass alle Kapillarkanäle beim Einbringen der Reaktionsflüssigkeit von dieser angeströmt werden. Kapillarkanäle die von der Anströmrichtung abgewandt sind, würden die Befüllung der Vertiefungen nicht fördern, sondern lediglich das Risiko einer Verschleppung von Reagenzien aus den Vertiefungen heraus vergrößern.
Das Array kann in einer mikrofluidischen Vorrichtung verwendet werden.
Die mikrofluidische Vorrichtung weist mindestens eine Arraykammer auf, in der das voranstehend beschriebene Array angeordnet ist. In den Vertiefungen des Arrays sind insbesondere Reagenzien angeordnet. Diese Reagenzien sind vorzugsweise mit einem Substrat abgedeckt, bei dem es sich beispielsweise um Agarose oder Threhalose handelt.
Wenn das Array mehrere Kapillarkanäle aufweist, die in einen gemeinsamen Randbereich der Vertiefung münden, dann ist es bevorzugt, dass dieser Randbereich einer Einströmrichtung eines Fluids in die Arraykammer zugewandt ist, sodass alle Kapillarkanäle von dem Fluid angeströmt werden können.
Bei der Arraykammer kann es sich insbesondere um eine Analysenkammer handeln, die oberhalb der Seite des Arrays ein transparentes Fenster aufweist, durch welches die Inhalte der Vertiefungen mittels optischer Methoden analysiert werden können.
Insbesondere kann die mikrofluidische Vorrichtung eine Kartusche sein, die dazu vorgesehen ist, um in ein mikrofluidisches Analysesystem eingesetzt zu werden. In einer solchen Kartusche sind Reagenzien vorgelagert und eine Probenflüssigkeit wird in die Kartusche eingeführt. Nach Durchführung chemischer Reaktionen und einer Analyse des Reaktionergebnisses kann die Kartusche als Einwegartikel entsorgt werden, während andere Komponenten des Analysesystems, wie beispielsweise ein optischer Sensor, wiederverwendet werden.
Eine derartige Kartusche weist insbesondere eine Fluidikschicht, eine Elastomermembran und eine Pneumatikschicht auf. Unter der Fluidikschicht wird dabei eine Schicht verstanden, in der ein Fluidkanalsystem zum Transportieren von Reagenzien und Probenflüssigkeiten in einem Substrat ausgebildet ist. Die Fluidikschicht wird durch die Elastomermembran von der Pneumatikschicht getrennt. In der Pneumatikschicht verlaufen Pneumatikkanäle, die an die Elastomermembran münden. Durch Anlegen eines Überdrucks an die Pneumatikkanäle kann die Elastomermembran in die Fluidikschicht hinein ausgelenkt werden und durch Anlegen eines Unterdrucks an die Pneumatikkanäle kann die Elastomermembran in die Pneumatikschicht hinein ausgelenkt werden.
Insbesondere ist die mikrofluidische Vorrichtung zur Durchführung einer Amplifikationsreaktion, wie beispielsweise einer PCR-Reaktion oder einer rlTA- Reaktion eingerichtet. Die Einrichtung erfolgt durch das Vorlagern von für die Amplifikationsreaktion benötigten Reagenzien.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf Komponenten einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf eine Vertiefung in einem Array gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Vertiefung in einem Array gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Kapillarkanals in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Kapillarkanals in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Kapillarkanals in noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer mikrofluidischen Vorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die beispielsweise als Einwegkartusche für ein Analysesystem ausgeführt ist. In einer Fluidikschicht der mikrofluidischen Vorrichtung 10, die beispielsweise ein Substrat aus Polycarbonat aufweist, sind Kanäle und Kammern angeordnet. Ein Zulaufkanal 11 erweitert sich in einem Zulaufbereich 12 zu einer Arraykammer 13. In dieser Arraykammer 13 ist ein Array 14 angeordnet, welches beispielsweise aus Silizium besteht. Es weist an seiner oberen Seite 15 vierundvierzig Vertiefungen 20 auf. Entlang einer Einströmrichtung 30 kann ein Fluid 31 durch den Zulaufkanal 11 und den Zulaufbereich 12 in die Arraykammer 13 einströmen und dort die obere Seite 15 des Arrays 14 überspülen. Im Betrieb der mikrofluidischen Vorrichtung 10 wird eine Reaktionsflüssigkeit als Fluid 31 in die Arraykammer 13 eingeleitet, um diese in die Vertiefungen 20 einzubringen und dort mit den vorgelagerten Reagenzien zur Reaktion zu bringen.
In Figur 2 ist eine Vertiefungen 20 detailliert dargestellt. Sieben Kapillarkanäle 41 bis 47, die sich zur oberen Seite 15 des Arrays 14 hin öffnen, erstrecken sich in der Mantelfläche 21 der kreiszylinderförmigen Vertiefung 20 in Richtung ihres Bodens 22. Die Öffnungen aller Kapillarkanäle 41 bis 47 liegen in einem Randbereich 23 der Vertiefung 20, der einem Kreissegment mit einem Mittelpunktswinkel a von 90° entspricht. Am Boden 22 der Vertiefung 20 ist ein Reagenz 50 vorgelagert.
Figur 3 zeigt detailliert den Verlauf eines Kapillarkanals 44. Die Vertiefung 20 weist eine Höhe H von 300 pm und einen Durchmesser d von 300 pm auf. Der Winkel ß zwischen ihrer Mantelfläche 21 und ihrem Boden 22 beträgt aufgrund ihrer Kreiszylinderform 90°. Der Kapillarkanal 44 öffnet sich unter einem Winkel y von 3° aus der oberen Seite 15 des Arrays 14 in die Mantelfläche 41 und endet in einer Höhe h von 150 pm oberhalb des Bodens 22. An seiner Öffnung zur oberen Seite 15 weist der Kapillarkanal eine Tiefe t 44 von 15 pm auf. Diese Tiefe t nimmt bis zum Ende des Kapillarkanals 44 linear ab.
Ein Querschnitt des Kapillarkanals 44 an seiner Öffnung zur oberen Seite 15 ist in Figur 4 dargestellt. Er ist quadratisch, sodass die Tiefe t seiner Breite b entspricht. Während die Tiefe t mit dem Auslaufen des Kapillarkanals in die Vertiefung 20 abnimmt, bleibt seine Breite b konstant.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel der mikrofluidischen Vorrichtung 10 unterscheidet sich der Querschnitt der Kapillarkanäle 41 bis 47 von dem in Figur 4 dargestellten Querschnitt dadurch, dass er die Form eines gleichzeitigen Dreiecks aufweist. Dies ist in Figur 5 dargestellt. Während die Tiefe t mit der Tiefe t im ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, beträgt die Breite b 20 pm. Während die Breite b über die gesamte Länge der Kapillarkanäle 41 bis 47 konstant bleibt, nimmt die Tiefe t entlang der Länge der Kapillarkanäle 41 bis 47 ab, sodass ihr Querschnitt seine Form von einem gleichseitigen Dreieck zu einem gleichschenkligen Dreieck verändert.
In einem dritten Ausführungsbeispiel der mikrofluidischen Vorrichtung 10 unterscheidet sich der Querschnitt der Kapillarkanäle 41 bis 47 vom Querschnitt gemäß den ersten beiden Ausführungsbeispielen darin, dass er an der Öffnung von der oberen Seite 15 in die Mantelfläche 41 die in Figur 6 dargestellte Form eines Halbkreises aufweist. Die Breite b der Kapillarkanäle 41 bis 47 entspricht dem Durchmesser des Halbkreises und ist doppelt so groß wie die Tiefe t, welche dem Radius des Halbkreises entspricht. Die Breite b bleibt über die Länge der Kapillarkanäle 41 bis 47 konstant, während die Tiefe t mit zunehmender Nähe zum Boden 22 der Vertiefung 20 abnimmt. Damit wird die Halbkreisform des Querschnitts über die Länge der Kapillarkanäle 41 bis 47 gestaucht.

Claims

Ansprüche
1. Array (14) für eine mikrofluidische Vorrichtung (10), aufweisend eine Seite (15) mit mehreren Vertiefungen (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (20) jeweils mindestens einen offenen Kapillarkanal (41-47) aufweisen, der sich von der Seite (15) ausgehend entlang einer Mantelfläche (21) der Vertiefungen (20) erstreckt und oberhalb eines Bodens (22) der Vertiefungen (20) endet.
2. Array (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (h) zwischen dem Boden (22) und einem Ende des Kapillarkanals (41-47) mindestens 100 pm beträgt.
3. Array (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (20) an ihrem Boden (22) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei ein Durchmesser (d) des Querschnitts mindestens 250 pm beträgt.
4. Array (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (ß) zwischen dem Boden (22) und der Mantelfläche (21) jeweils maximal 100° beträgt.
5. Array (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tiefe (t) des Kapillarkanals (41-47) an seiner Öffnung zu der Seite (15) mindestens 10 pm beträgt.
6. Array (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapillarkanal (41-47) einen rechteckigen, dreieckigen oder halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
7. Array (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (b) des Kapillarkanals (41-47) maximal seiner doppelten Tiefe (t) an seiner Öffnung zu der Seite (15) entspricht. Array (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vertiefung (20) mehrere Kapillarkanäle (41-47) aufweist, die in einen Randbereich (23) der Vertiefung (20) münden, der einem Kreissegment mit einem Mittelpunktswinkel (a) von maximal 180° entspricht. Mikrofluidische Vorrichtung (10), aufweisend mindestens eine Arraykammer
(13), in der ein Array (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 angeordnet ist. Mikrofluidische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Reagenzien (50) in den Vertiefungen (20) angeordnet sind. Mikrofluidische Vorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Array (14) nach Anspruch 8 aufweist, das so angeordnet ist, dass ein Randbereich (23) einer Vertiefung (20) des Arrays
(14) einer Einströmrichtung (30) eines Fluids (31) in die Arraykammer (14) zugewandt ist. Verwendung eines Arrays (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer mikrofluidischen Vorrichtung (10).
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