DE03757231T1 - Mikrofluidstrukturen - Google Patents

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Abstract

Mikrofluidiksystem, aufweisend eine Unterlage (2) und, auf der Unterlage vorgesehen, mindestens einen Strömungsweg und Funktionsmittel, in denen flüssige Proben mittels gewünschter Verfahren behandelt werden können, wobei der mindestens eine Strömungsweg dafür ausgelegt ist/sind, ein Muster für den Transport flüssiger Proben zu, durch und von den Funktionsmitteln zu bilden; dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg aus einer Mehrzahl von Mikrostreben (1), die von der Unterlage nach oben vorspringen, besteht; wobei der Abstand zwischen den Mikrostreben so ist, dass in einer flüssigen Probe, die dem Strömungsweg irgendwo zugeführt wird, eine Kapillarwirkung induziert wird, so dass die Flüssigkeit gezwungen wird, sich von dort, wo die flüssige Probe zugeführt wurde, zu bewegen.

Claims (29)

  1. Mikrofluidiksystem, aufweisend eine Unterlage (2) und, auf der Unterlage vorgesehen, mindestens einen Strömungsweg und Funktionsmittel, in denen flüssige Proben mittels gewünschter Verfahren behandelt werden können, wobei der mindestens eine Strömungsweg dafür ausgelegt ist/sind, ein Muster für den Transport flüssiger Proben zu, durch und von den Funktionsmitteln zu bilden; dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg aus einer Mehrzahl von Mikrostreben (1), die von der Unterlage nach oben vorspringen, besteht; wobei der Abstand zwischen den Mikrostreben so ist, dass in einer flüssigen Probe, die dem Strömungsweg irgendwo zugeführt wird, eine Kapillarwirkung induziert wird, so dass die Flüssigkeit gezwungen wird, sich von dort, wo die flüssige Probe zugeführt wurde, zu bewegen.
  2. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 1, bei dem die Funktionsmittel (5) eine oder mehrere der Komponenten chemischer Reaktor, Trennmittel, Heizmittel, Mittel zum Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung, magnetische Mittel zum Festhalten magnetischer Bestandteile der Flüssigkeit in den Funktionsmitteln, Elektroden zum Anlegen von Spannung an der Flüssigkeit über einen ausgewählten Bereich oder irgendeine andere Einrichtung oder irgendein anderes Mittel zum chemisch, biologisch oder physikalisch Behandeln flüssiger Proben, die in den Funktionsmitteln angeordnet sind, aufweisen.
  3. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Unterlage (2) mit Vertiefungen mit einer unteren Oberfläche und Seitenwänden ausgestattet ist, und bei dem die Strömungswege aus Mikrostreben (1), die von der unteren Oberfläche der Vertiefungen vorspringen, bestehen.
  4. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 3, bei dem die Strömungswege von einem Oberteil oder einem Deckel (15) bedeckt sind, wobei das Oberteil oder der Deckel zu der Kapillarwirkung in dem Strömungskanal nicht signifikant beiträgt.
  5. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 4, bei dem der Deckel (15) Zugangsöffnungen zum Ermöglichen der Einführung von Reagenzien, Gas, Flüssigkeiten, Proben in die Strömungswege hat.
  6. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Unterlage (2) im wesentlichen flach ist und die Mikrostreben (1) von der Unterlage vorspringen.
  7. Mikrofluidiksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Mikrostreben so in benachbarte Segmente gruppiert sind, dass zwischen derartigen Segmenten ein Abstand oder eine Unterbrechung geschaffen wird, wobei die Unterbrechung eine endliche Entfernung hat, die groß genug ist, um eine Kapillarströmung zwischen den Segmenten zu verhindern, wodurch eine Strömungssperre geschaffen wird.
  8. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 7, bei dem Mittel zum Zuführen von Energie zu einem oder mehreren ausgewählten Segmenten vorgesehen sind, um einen erzwungenen Transport über die Strömungssperre zu induzieren.
  9. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 8, bei dem die Energie-Zuführmittel ausgewählt sind aus einem Druckimpulserzeuger, einem Ultraschallerzeuger, einem elektromagnetischen Strahlungsmittel.
  10. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 7, aufweisend Mittel zum Zuführen von Flüssigkeit zu der Unterbrechung, um eine Brücke über die Unterbrechung zu schaffen, um eine Strömung darüber hinweg zu induzieren.
  11. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 1, bei dem die Oberflächen der Mikrostreben in den Fluidwegen eine chemische, biologische oder physikalische Funktionalität haben.
  12. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 11, bei dem die Mikrostreben chemisch reaktive Gruppen an ihrer Oberfläche haben.
  13. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 11, bei dem die Mikrostreben Substanzen mit biologischer Affinität an ihre Oberfläche gebunden haben.
  14. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 11, bei dem die Mikrostreben hydrophile Gruppen an ihrer Oberfläche haben.
  15. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 11, bei dem die Mikrostreben positiv und/oder negativ geladene Gruppen an ihrer Oberfläche haben.
  16. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 12, bei dem die Mikrostreben hydrophobe Strukturen an ihrer Oberfläche haben.
  17. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 12, bei dem die Funktionalität an den Mikrostreben in den gesamten Strömungswegen angebracht ist oder auf einen diskreten Bereich oder Teil des Strömungswegs begrenzt ist.
  18. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 12, bei dem die Eigenschaften ausgewählt sind aus Mikrostreben-Durchmesser, -Höhe, -Gestalt, -Querschnitt, -Oberflächenbeschichtung, der Anzahl an Mikrostreben pro Einheitsfläche, dem Benetzungsverhalten der Mikrostreben-Oberfläche oder einer Kombination davon.
  19. Mikrofluidiksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem in dem mindestens einen Strömungsweg Teilchen vorgesehen sind.
  20. Mikrofluidiksystem nach Anspruch 19, bei dem die Teilchen chemisch oder physikalisch an die Unterlage gebunden sind, oder mechanisch innerhalb eines Bereichs, der eine Mehrzahl an Mikrostreben aufweist, festgehalten werden.
  21. Mikro-Fluidic-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Strömungswege integrierte Zonen oder abgegrenzte Oberflächen, die Elektroden oder andere Mittel zur elektrischen Beeinflussung von Flüssigkeiten und/oder Reagenzien enthalten, haben.
  22. Mikrofluidiksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Strömungswege integrierte Zonen oder abgegrenzte Oberflächen, die optische Elemente oder andere Mittel zum Durchlassen, Fokussieren, Reflektieren oder Absorbieren von Licht enthalten, haben.
  23. Mikrofluidiksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Strömungswege integrierte Zonen oder abgegrenzte Oberflächen, die magnetische Funktionalitäten oder Mittel zur Beeinflussung und/oder zum Nachweis magnetischer Substanzen enthalten, haben.
  24. Mikrofluidiksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Strömungswege integrierte Zonen oder abgegrenzte Oberflächen, die Mittel zur Regulierung der Temperatur in der Zone, zum Beispiel zum Heizen oder Kühlen der Zone, enthalten, haben.
  25. Verfahren zur Durchführung chemischer oder biochemischer Prozesse im Mikromaßstab, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofluidiksystem gemäß Anspruch 1 verwendet wird.
  26. Verfahren zur Durchführung von Ionenaustauschchromatographie, dadurch gekennzeichnet, dass im Trennungsschritt für die Chromatographie ein Mikrofluidiksystem gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 11, 15 oder 19 verwendet wird.
  27. Verfahren zur Durchführung von Hydrophobchromatographie, dadurch gekennzeichnet, dass bei den vorbereitenden Schritten für die Chromatographie ein Mikrofluidiksystem gemäß Anspruch 1 verwendet wird.
  28. Verfahren zum Konzentrieren von Proben bei der Durchführung physikalischer, chemischer oder biochemischer Prozesse im Mikromaßstab, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikrofluidiksystem gemäß Anspruch 1 verwendet wird.
  29. Verfahren zum Trennen von Zellen oder anderen mikroskopischen biologischen Gebilden bei der Durchführung physikalischer, chemischer oder biochemischer Prozesse im Mikromaßstab, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikrofluidiksystem gemäß Anspruch 1 verwendet wird.
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