DE102005048260A1 - A method and apparatus for handling a liquid sample using rotation with a time-varying rotary vector - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Handhaben einer flüssigen Probe umfasst das Einbringen der Probe in eine Kammer, in der eine Erfassungsstruktur angeordnet ist, die eine Erfassung einer Eigenschaft der Probe ermöglicht, und das Rotieren der Kammer mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor, der ein mehrfaches Beschleunigen und ein mehrfaches Abbremsen aufweist, um durch hydrodynamische Inertialeffekte Konvektionsströme der Probe in der Kammer zu erzeugen, um die Probe an der Erfassungsstruktur vorbeizuführen. Insbesondere eignet sich ein solches Verfahren zum Durchführen von Mikroarray-Experimenten.A method for handling a liquid sample comprises introducing the sample into a chamber, in which a detection structure is arranged, which enables detection of a property of the sample, and rotating the chamber with a time-varying rotation vector, which is a multiple acceleration and a multiple Braking has to generate convection currents of the sample in the chamber by hydrodynamic inertial effects in order to lead the sample past the detection structure. Such a method is particularly suitable for carrying out microarray experiments.
Description
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Handhaben einer flüssigen Probe unter Verwendung einer Rotation mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor, die geeignet sind, um die Probe an einer Erfassungsstruktur, beispielsweise einem Mikroarray, vorbeizuführen.The The present application relates to a method and an apparatus to handle a liquid Sample using a rotation with a time-varying Rotation vector suitable for mounting the sample on a detection structure, For example, a microarray to pass.
Ein Mikroarray ist eine parallele Anordnung einer Mehrzahl von unterschiedlichen, aber definierten „Fängerstrukturen", die auch als Reaktionspunkte bezeichnet werden können, in einem miniaturisierten Raster (beispielsweise 500 μm) auf einem zumeist ebenen Substrat. Die Fängerstrukturen können beispielsweise Fängermoleküle (im Englischen „probe molecules" oder „capture probes"), wie DNA, cDNA, Proteine, Antikörper, biologische Zellen oder ähnliches, sein. Ein „Mikroarray-basierter Test" erlaubt die Detektion der zu den Fängermolekülen komplementären Moleküle. Mikroarray-basierte Tests sind von großem wirtschaftlichem Interesse, beispielsweise bei der Gen-Expressionsanalyse, der SNP-Analytik (SNP = Single Nucleotide Polymorphism) oder für die personalisierte Medizin.One Microarray is a parallel arrangement of a plurality of different, but defined "catcher structures", which are also called reaction points can be in a miniaturized grid (for example, 500 microns) on a mostly flat substrate. The catcher structures can For example, catcher molecules (in English "sample molecules" or "capture probes "), like DNA, cDNA, proteins, antibodies, biological cells or the like, be. A "microarray-based Test "allows detection the molecules complementary to the capture molecules. Microarray-based tests are of great economic interest, for example in gene expression analysis, SNP analysis (SNP = Single nucleotide polymorphism) or for personalized medicine.
Ein „Mikroarray-basierter Test" besteht aus einer Prozedur mit mehreren Teilschritten. Zunächst wird ein definiertes Mikroarray, also das Substrat mit den immobilisierten Fängermolekülen, in Kontakt mit der zu untersuchenden Flüssigkeit gebracht, so dass die komplementären Moleküle mit den Fängermolekülen reagieren können. Die Reaktion kann viele Stunden dauern und ist von den charakteristischen Zeiten abhängig, die es dauert, bis die komplementären Moleküle zu den Fängermolekülen gelangt sind und dort reagiert haben, beispielsweise eine DNA hybridisiert haben.A "microarray-based Test "consists of one Procedure with several substeps. First, a defined microarray, So the substrate with the immobilized capture molecules, in contact with the examining liquid brought so that the complementary molecules react with the catcher molecules can. The reaction can take many hours and is of the characteristic times dependent, it takes until the complementary molecules have reached the catcher molecules and reacts there have hybridized, for example, a DNA.
Durch kontinuierliches „Umrühren" oder eine geeignete Fluidführung können die komplementären Moleküle den Fängermolekülen sehr schnell sehr nahe gebracht werden, so dass die Diffusionslängen stark verkürzt und somit die Zeitdauern für die Reaktion, beispielsweise die Hybridisierung, stark reduziert werden können. Nach der Reaktion der Moleküle mit dem Mikroarray erfolgen weitere Prozessschritte, wie beispielsweise das Waschen des Substrats und somit des Mikroarrays, d. h. das Entfernen von ungebundenen oder nicht spezifisch gebundenen Molekülen durch Austausch der zu untersuchenden Flüssigkeit durch einen definierten Puffer, oder das Zuführen von Reagenzien, beispielsweise fluoreszenzmarkierter Nachweisantikörper, zu dem Mikroarray.By continuous "stirring" or a suitable fluid guide can the complementary molecules very much catcher molecules be brought very close so that the diffusion lengths are strong shortened and thus the durations for the reaction, for example, the hybridization, greatly reduced can be. After the reaction of the molecules with the microarray further process steps, such as washing the substrate and thus the microarray, d. H. the removal of unbound or non-specifically bound molecules Exchange of the fluid to be examined by a defined Buffer, or feeding of reagents, for example fluorescently labeled detection antibody the microarray.
Gemäß dem Stand der Technik werden Mikroarrays beispielsweise prozessiert, indem die Probe und die relevanten Reagenzien manuell pipettiert werden. Bedingt durch die planare Oberfläche des Substrats, typischerweise von der Form eines Mikroskopie-Objektträgers, ist hier der Verbrauch an Probe und Reagenzien hoch. Außerdem ist das Überströmen der Mikroarray-Reaktionspunkte mit der zu untersuchenden Probe nicht kontrolliert. Aufgrund des nicht durchgängig geschlossenen Substrats kann es sehr schnell zu Eintrocknungseffekten an einzelnen Reaktionspunkten kommen, die das Ergebnis des Experiments negativ beeinflussen.According to the state In the art, for example, microarrays are processed by the sample and the relevant reagents are pipetted manually. Due to the planar surface of the substrate, typically in the form of a microscope slide here the consumption of sample and reagents high. Besides that is the overflow of the Microarray reaction points with the sample to be examined are not controlled. Due to the non-continuous closed substrate it can very quickly lead to drying effects at individual reaction points come that negatively affect the outcome of the experiment.
Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, Mikroarrays in einer geschlossenen fluidischen Struktur zu prozessieren. Hierbei gibt es technische Lösungen beispielsweise durch eine gezielte Durchmischung der Probe in Reaktionskammern unter Ausnutzung von akustischen Oberflächenwellen (Engl. SAW = surface acoustic wave). Derartige Techniken wurden beispielsweise von der Firma Advalytix AG (www.advalytix.de) offenbart.Out the prior art, it is also known, microarrays in one process a closed fluidic structure. Here are it technical solutions For example, by a targeted mixing of the sample in reaction chambers using surface acoustic waves (Engl. SAW = surface acoustic wave). Such techniques have been used, for example, by the Company Advalytix AG (www.advalytix.de) discloses.
Eine alternative Technik bestand darin, eine gezielte Durchmischung der Probe in Reaktionskammern durch eine gekoppelte Rotationsbewegung um zwei Achsen durchzuführen. Eine solche Technik ist bei M.A. Bynum u.a., „Hybridization Enhancement using Microfluidic Planetary Centrifugal Mixing", Analytical Chemistry, Bd. 76, Nr. 23, 1. Dezember 2004, Seiten 7.039–7.044, beschrieben. Gemäß dieser Technik werden Proben auf Dichtungsobjektträger aufgebracht und mit einem Mikroarray abgedeckt, um eine Kammer zu bilden. Die Kammer wird dann in eine planetarische Zentrifuge eingesetzt. Die Zentrifuge dreht die Kammer um eine außerhalb der Kammer liegende Rotationsachse mit einer Drehgeschwindigkeit von 1.200 Umdrehungen pro Minute. Darüber hinaus wird die Kammer noch mit einer Rate von 10 Umdrehungen pro Minute um ihre eigene Achse gedreht.A alternative technique was a targeted mixing of the Sample in reaction chambers by a coupled rotational movement to perform two axes. Such a technique is available at M.A. Bynum et al., "Hybridization Enhancement using Microfluidic Planetary Centrifugal Mixing ", Analytical Chemistry, Vol. 76, No. 23, December 1, 2004, pages 7,039-7,044. According to this technique Samples are applied to seal slides and with a Microarray covered to form a chamber. The chamber will then used in a planetary centrifuge. The centrifuge Turn the chamber around one outside the chamber axis of rotation at a rotational speed of 1,200 revolutions per minute. In addition, the chamber still at a rate of 10 revolutions per minute about its own axis turned.
Systeme, die eine druckgetriebene oder elektrisch getriebene Konvektion verwenden, sind bei Rinie van Beuningen et al., "Fast and specific hybridization using flowthrough microarrays on porous metal oxide", Clinical Chemistry, 47(10), S.1931–1933, 2001, und Vincent Benoit et al., "Evaluation of three-dimensional microchannel glass biochips for multiplexed nucleic acid fluorescence hybridization assays", Analytical Chemistry, 73(11), 5.2412–2420, 2001, beschrieben.systems, using a pressure-driven or electrically-driven convection, in Rinie van Beuningen et al., "Fast and specific hybridization using flowthrough microarrays on porous metal oxide ", Clinical Chemistry, 47 (10), p.1931-1933, 2001, and Vincent Benoit et al., "Evaluation of three-dimensional microchannel glass biochips for multiplexed nucleic acid fluorescence hybridization assays ", Analytical Chemistry, 73 (11), 5.2412-2420, 2001, described.
Eine chaotische Advektion ist bei Mark K. McQuain et al., "Chaotic mixer improves microarray hybridization", Analytical Biochemistry, 325(2), 5.215–226, 2004, beschrieben.A Chaotic advection is described in Mark K. McQuain et al microarray hybridization ", Analytical Biochemistry, 325 (2), 5.215-226, 2004.
Eine Probenoszillation unter Verwendung einer mikrofluidischen Hybridisierung und eines mäanderartigen Arraykanals ist bei Yingjie Liu und Cory B. Rauch, "DNA probe attachment on plastic surfaces and microfluidic hybridization array channel devices with sample oscillation", Analytical Biochemistry, 317(1), S.76–84, 2003 beschrieben.Sample oscillation using microfluidic hybridization and mäan Such array channel is described by Yingjie Liu and Cory B. Rauch, "DNA Probe Attachment on Plastic Surfaces and Microfluidic Hybridization Array Channel Devices with Sample Oscillation", Analytical Biochemistry, 317 (1), pp. 76-84, 2003.
Die Verwendung von Scherflüssen ist bei K. Pappaert et al., "Enhancement of DNA micro-array analysis using shear-driven micro-channel flow system", Journal of Chromatography A, 1014(1–2), S. 1–9, 2003; Johan Vanderhoeven et al., "Exploiting the benefits of miniaturization for the enhancement of DNA microarrays", 25(21–22), S.3677–3686, 2004, und Johan Vanderhoeven et al., "DNA microarray enhancement using a continuously and discontinuously rotating microchamber", Analytical Chemistry, 77(14), 5.4474–4480, 2005, beschrieben.The Use of shear flows in K. Pappaert et al., "Enhancement of DNA micro-array analysis using shear-driven micro-channel flow system ", Journal of Chromatography A, 1014 (1-2), Pp. 1-9, 2003; Johan Vanderhoeven et al., "Exploiting the benefits of miniaturization for the enhancement of DNA microarrays ", 25 (21-22), p.3677-3686, 2004, and Johan Vanderhoeven et al., "DNA microarray enhancement using a continuously and discontinuously rotating microchamber, "Analytical Chemistry, 77 (14), 5.4474-4480, 2005, described.
Hohlraum-induzierte Mikroströmungen sind bei Robin Hui Liu et al., "Hybridization enhancement using cavitation microstreaming", Analytical Chemistry, 75(8), 5.1911–1917, 2003, beschrieben.Cavity-induced micro trends Robin Hui Liu et al., "Hybridization enhancement using cavitation microstreaming ", Analytical Chemistry, 75 (8), 5.1911-1917, 2003, described.
Schließlich ist eine akustisch induzierte Konvektion bei Andreas Toegl et al., "Enhancing results of microarray hybridizations through microagitation", Journal of Biomolecular Techniques, 14(3), 5.197–204, 2003, Achim Wixforth, "Flat fluidics: Acoustically driven planar microfluidic devices for biological and chemical applications", in Proceedings of the 13th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators & Microsystems (Transducers'05), June 5–9, Seoul, Korea, S. 143–146. IEEE, 2005, beschrieben.Finally, acoustically-induced convection is described by Andreas Toegl et al., "Enhancing results of microarray hybridizations through microagitation", Journal of Biomolecular Techniques, 14 (3), pp. 1957-204, Achim Wixforth, "Flat fluidics: Acoustically driven planar microfluidic devices for biological and chemical applications ", in Proceedings of the 13 th International Conference on Solid-State sensors, Actuators and Microsystems (Transducers'05), June 5-9, Seoul, Korea, pp 143-146. IEEE, 2005.
M. Grumann u. a., „Batch-Mode mixing on Centrifugal Microfluidic Platforms", Lab Chip, 2005, 5, Seiten 560–565, offenbaren ein Mischen von Flüssigkeiten in einer Mischkammer, in dem die Mischkammer einer Rotation mit sich periodisch änderndem Drehsinn unterworfen wird.M. Grumann u. a., "Batch Mode Mixing on Centrifugal Microfluidic Platforms ", Lab Chip, 2005, 5, pp. 560-565 a mixing of liquids in a mixing chamber in which the mixing chamber is in rotation with changing periodically Is subjected to rotation.
Nachteilig am bekannten Stand der Technik zum Prozessieren von Mikroarrays sind die notwendigerweise aktiven und komplexen Systeme zur Anregung und Steuerung, um eine gezielte Durchmischung der Probe in Reaktionskammern zu erreichen. Außerdem erfordern einige der alternativen Systeme, beispielsweise gepumpte Systeme, Zu- und Abläufe, deren zusätzliche Totvolumina sich negativ auf die Sensitivität der Arrays auswirken.adversely in the known state of the art for processing microarrays are the necessarily active and complex systems for excitation and control to a targeted mixing of the sample in reaction chambers to reach. Furthermore require some of the alternative systems, for example, pumped Systems, inflows and outflows, their additional Dead volumes negatively impact the sensitivity of the arrays.
Die minimalen lateralen Abmessungen der Erfassungsstruktur sind durch die lateralen Abmessungen des 2-dimensionalen Mikroarrays (typischerweise im Bereich eines Quadratzentimeters) durch den Herstellungsprozess vorgegeben. Gleichzeitig soll das Totvolumen der Kammer minimiert werden soll. Technisch gesehen geht es also während der Prozessführung hauptsächlich um das Problem, in einer breiten und möglichst flachen Kammer (im Fall der vorliegenden Erfindung Aspektverhältnisse von weit unter 1:10) mit Volumina im Mikroliterbereich eine flüssige Probe an einer Erfassungsstruktur vorbei zu führen.The minimal lateral dimensions of the detection structure are through the lateral dimensions of the 2-dimensional microarray (typically in the range of one square centimeter) through the manufacturing process specified. At the same time, the dead volume of the chamber should be minimized shall be. From a technical point of view, this is mainly about the litigation the problem, in a wide and as shallow chamber (im Case of the present invention aspect ratios of well below 1:10) with volumes in the microliter range a liquid sample on a detection structure to pass by.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Handhaben einer flüssigen Probe zu schaffen, die es bei einem einfachen Aufbau ermöglichen, einen erhöhten Anteil einer in einer Probenkammer angeordneten Probe an einer Erfassungsstruktur vorbei zu führen.The The object underlying the present invention is that an apparatus and method for handling a liquid sample create, which allow it with a simple structure, an increased proportion a sample arranged in a sample chamber at a detection structure to pass by.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 13 gelöst.These The object is achieved by a method according to claim 1 and a device solved according to claim 13.
Die
vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Handhaben einer
flüssigen
Probe mit folgenden Schritten:
Einbringen der Probe in eine
Kammer, in der eine Erfassungsstruktur, die eine Erfassung einer
Eigenschaft der Probe ermöglicht,
angeordnet ist, und
Rotieren der Kammer mit einem zeitlich
veränderlichen
Drehvektor, der ein mehrfaches Beschleunigen und ein mehrfaches
Abbremsen, um durch hydrodynamische Inertialeffekte Konvektionsströme der Probe
in der Kammer zu erzeugen, um die Probe an der Erfassungsstruktur
vorbei zu führen.The present invention provides a method for handling a liquid sample comprising the steps of:
Introducing the sample into a chamber in which a detection structure enabling detection of a property of the sample is arranged, and
Rotating the chamber with a time-varying rotational vector, the multiple acceleration and a multiple deceleration, to generate convection currents of the sample in the chamber by hydrodynamic inertial effects, to lead the sample past the detection structure.
Die
vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Handhaben
einer flüssigen
Probe, mit folgenden Merkmalen:
einer Kammer, in der eine Erfassungsstruktur,
die eine Erfassung einer Eigenschaft der Probe ermöglicht,
angeordnet ist;
einer Antriebseinrichtung, die konfiguriert
ist, um die Kammer einer Rotation zu unterwerfen; und
einer
Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um die Antriebseinrichtung
zu steuern, um die Kammer mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor zu rotieren, der
ein mehrfaches Beschleunigen und ein mehrfaches Abbremsen aufweist,
um durch hydrodynamische Inertialkräfte Konvektionsströme einer
in der Kammer befindlichen Probe zu erzeugen, um die Probe an der
Erfassungsstruktur vorbei zu führen.The present invention further provides an apparatus for handling a liquid sample, comprising:
a chamber in which a detection structure enabling detection of a property of the sample is arranged;
a drive device configured to subject the chamber to rotation; and
a controller configured to control the drive means to rotate the chamber with a time-varying rotary vector having multiple accelerations and multiple decelerations to generate convection currents of a sample within the chamber by hydrodynamic inertial forces Pass the sample past the detection structure.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch eine Rotation mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor erzeugte Konvektionsströme vorteilhaft ausgenutzt werden können, um einen großen Anteil einer in einer Probenkammer angeordneten Probe an einer Erfassungsstruktur vorbei zu führen, bzw. um die Teile einer Probe, der die Erfassungsstruktur ausgesetzt ist, auf einfache und schnelle Weise zu ändern.The The present invention is based on the recognition that by a Rotation with a time-varying Rotation vector produced convection currents are advantageously exploited can, a big one Proportion of a sample arranged in a sample chamber at a detection structure to pass by or around the parts of a sample exposed to the detection structure is to change in an easy and fast way.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können die Beschleunigungsphasen durch mehrere Intervalle mit ruhender oder konstant drehender Kammer unterbrochen werden, was vorteilhaft für zu bewirkende Reaktionen sein kann.at embodiments of the invention the acceleration phases through several intervals with dormant or constantly rotating chamber are interrupted, which is advantageous for to be effected Reactions can be.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Erfassungsstruktur durch ein Mikroarray, d. h. eine parallele Anordnung einer Mehrzahl von unterschiedlichen, aber definierten Fängerstrukturen bzw. Fängermolekülen, die auf einem Träger immobilisiert sind, gebildet.at preferred embodiments According to the invention, the detection structure is represented by a microarray, i. H. a parallel arrangement of a plurality of different, but defined catcher structures or catcher molecules that on a carrier are immobilized, formed.
Diesbezüglich eignet sich die vorliegende Erfindung insbesondere zur Prozessierung von Mikroarrays, wobei ein quasi instantanes aktives Hinführen von Probe und Reagenzien an die Reaktanden in den Mikroarray-Punkten durch das Rotieren der Kammer mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor, was als Schüttelmodus bezeichnet werden kann, stattfindet. Ferner erfolgt dadurch ein schnelles Entfernen nichtgebundener Reaktionspartner von den Mikroarray-Punkten, d.h. den einzelnen Fängerstrukturen bzw. Fängermolekülen.In this regard is suitable the present invention in particular for the processing of Microarrays, with a quasi-instantaneous active introduction of Sample and reagents to the reactants in the microarray points by rotating the chamber with a time-varying Rotary vector, which as a shaking mode can be designated takes place. Furthermore, this is done by a quickly removing unbound reactants from the microarray points, i.e. the individual catcher structures or catcher molecules.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung bilden ein Mikroarray-Körper und ein Deckel gemeinsam eine Reaktionskammer, wobei durch alternierende Drehbewegungen in der Reaktionskammer eine Konvektion in der Kammer herbeigeführt wird, welche die Durchmischung (zwischen Probe und Mikroarray) in einem Mikroarray-Experiment beschleunigt. Somit kann aufgrund einer erzwungenen Konvektion einer in einer Reaktionskammer angeordneten Probe die Zeit beispielsweise für eine DNA-Hybridisierung reduziert werden.at preferred embodiments of the present invention form a microarray body and a lid together a reaction chamber, whereby by alternating Rotational movements in the reaction chamber convection in the chamber is brought about, which the mixing (between sample and microarray) in one Microarray experiment accelerated. Thus, due to a forced convection of a in a reaction chamber arranged sample the time, for example for one DNA hybridization be reduced.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen kann die Reaktionskammer vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sein.at preferred embodiments can the reaction chamber completely with liquid filled be.
Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Kammer in einem Körper gebildet sein, wobei der Körper ein Substrat und einen Deckelchip aufweist. Ein oder mehrere derartige Körper können in einen Rotor eingesetzt werden, der über einen Drehmotor in Rotation versetzbar ist. Die Erfassungsstruktur, beispielsweise das Mikroarray, kann auf dem Substrat immobilisiert sein, während im Deckelchip eine Kanalstruktur mit Einlassbereich, Reaktionskavität und Auslassbereich strukturiert ist. Alternativ kann die Erfassungsstruktur an dem Teil des Körpers, beispielsweise dem Deckel, immobilisiert sein, in dem die Kanalstrukturen gebildet sind, während der Deckel ein planares Bauglied sein kann. Die Kanalstruktur kann einen oder mehrere Einlassbereiche, eine oder mehrere Probenkammern, beispielsweise Reaktionskammern, und einen oder mehrere Auslassbereiche aufweisen.at embodiments According to the present invention, the chamber may be formed in a body, being the body a substrate and a cover chip has. One or more such Body can in a rotor can be used, which via a rotary motor in rotation is displaceable. The detection structure, for example the microarray, may be immobilized on the substrate while in the lid chip has a channel structure structured with inlet area, reaction cavity and outlet area is. Alternatively, the detection structure on the part of the body, for example the lid, be immobilized, in which the channel structures formed are while the lid can be a planar member. The channel structure can one or more inlet regions, one or more sample chambers, For example, reaction chambers, and one or more outlet areas exhibit.
Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Körper selbst als Rotationskörper, beispielsweise eine Scheibe, ausgebildet sein, der um eine Rotationsachse drehbar ist. Ein solcher Rotationskörper kann ebenfalls aus Substrat und Deckelchip gebildet sein und eine zur Implementierung der vorliegenden Erfindung erforderliche Kanalstruktur oder zur Parallelisierung eine Mehrzahl entsprechender Kanalstrukturen, die sternförmig auf der Scheibe angeordnet sind, aufweisen.at embodiments According to the present invention, the body itself as a body of revolution, for example a disc, be formed, which is rotatable about an axis of rotation is. Such a rotary body can also be formed of substrate and cover chip and a Channel structure required to implement the present invention or for parallelization a plurality of corresponding channel structures, the star-shaped are arranged on the disc.
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Kanalstruktur einen Auslasskanal aufweisen, der mit der Kammer fluidisch verbunden ist und eine Siphonstruktur aufweist, die in einem gegebenen zentrifugalen Kraftfeld zu einer definierten Füllhöhe der flüssigen Probe in der Kammer führt. Dadurch ist es möglich, insbesondere bei Verfahren, bei denen nacheinander unterschiedliche Flüssigkeiten einer Erfassungsstruktur zugeführt werden sollen, ein Austrocknen der Erfassungsstruktur sicher zu vermeiden.According to embodiments According to the present invention, the channel structure may have an outlet channel which is fluidically connected to the chamber and a siphon structure which in a given centrifugal force field to a defined filling level of the liquid sample leads in the chamber. This makes it possible especially in processes where successively different liquids be supplied to a detection structure are intended to avoid drying out the collection structure safely.
Unter einer Siphon-Struktur ist im Allgemeinen eine dem Schwerefeld, im Fall der vorliegenden Erfindung dem Zentrifugalfeld, ausgesetzte Struktur zu verstehen, welche ein Reservoir und einen Verbindungskanal umfasst, dessen eines Ende an das Reservoir angeschlossen ist und dessen anderes Ende einen Auslass aufweist. Das System ist mit einer Flüssigkeit zumindest partiell gefüllt.Under a siphon structure is generally a gravitational field, in the Case of the present invention, the centrifugal field, exposed Structure to understand which a reservoir and a connecting channel comprising one end connected to the reservoir and the other end has an outlet. The system is with a liquid at least partially filled.
Nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren strebt das System nun einen hydrostatischen Gleichgewichtszustand an, bei welchem alle Menisken die gleiche Position in Richtung des Kraftfeldes einnehmen. Ist der Auslasskanal so ausge bildet, dass er sich nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren vollständig mit Flüssigkeit befüllt, fließt, wenn die Position des Auslasses unter dem Flüssigkeitspegel im hydrostatischen Gleichgewicht liegt, solange Flüssigkeit aus dem Auslass, bis der Flüssigkeitspegel im Reservoir auf der Höhe des Auslasses liegt. In der Sanitärtechnik wirkt die durchgehende Flüssigkeitssäule des Verbindungskanals als Geruchsstopp, welcher auch durch das Nachspülen geruchsdicht bleibt.To The system now strives for the principle of communicating tubes a hydrostatic equilibrium state, in which all Menisci take the same position in the direction of the force field. If the exhaust duct is designed so that it follows the principle the communicating tubes Completely with liquid filled, flows, if the position of the outlet below the liquid level in the hydrostatic Balance is as long as liquid from the outlet until the liquid level in the reservoir at the height the outlet is located. In sanitary engineering, the continuous liquid column of the Connection channel as odor stop, which is odor-proof even after rinsing remains.
Sobald der Verbindungskanal vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, kann der Flüssigkeitspegel auch unabhängig vom Verlauf dieses Verbindungskanals allein durch die Höhe seines Auslasses eingestellt werden. Durch Absenken des Auslasses unterhalb des Reservoirbodens wird das Reservoir solange entleert, wie die kontinuierliche Flüssigkeitssäule nicht unterbrochen wird. Befindet sich der Anschluss des Verbindungskanals beispielsweise am Boden des Reservoirs, so wird das Reservoir vollständig entleert.As soon as the connection channel completely with liquid filled is, the liquid level can also independently of the course of this connecting channel solely by the height of his Outlet be adjusted. By lowering the outlet below of the reservoir bottom, the reservoir is emptied as long as the continuous liquid column not is interrupted. Is the connection of the connection channel for example, at the bottom of the reservoir, the reservoir is completely emptied.
Die vollständige Befüllung des Siphons kann entweder nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren durch Zuschütten in das Reservoir erfolgen, bis der gemeinsame Flüssigkeitspegel im hydrostatischen Gleichgewichtszustand oberhalb des höchsten Punktes des Verbindungskanals liegt, und/oder durch die kapillar getriebene Befüllung des Kanals.The full filling The siphon can either by the principle of communicating tubes through fill up into the reservoir until the common liquid level in the hydrostatic Equilibrium state above the highest point of the connection channel lies, and / or by the capillary driven filling of Channel.
Als Siphon-Effekt soll hier allgemein die Regelung des Füllstandes in einem Reservoir durch den Verlauf und die Position des Verbindungskanals nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren aufgefasst werden.When Siphon effect is here generally the regulation of the level in a reservoir through the course and the position of the connection channel be understood on the principle of communicating tubes.
Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Erfassungsstruktur eine Sensorstruktur aufweisen, die ein oder mehrere Sensorbereiche umfasst, die auf eine im Bereich derselben befindliche Probe ansprechen, um Rückschlüsse auf Eigenschaften bzw. Bestandteile der Proben zu ermöglichen. Beispiele für solche Sensorstrukturen sind Sauerstoff-Sensoren, CO2-Sensoren oder Biosensoren, die Biomoleküle verwenden, um Eigenschaften einer Probe nachzuweisen.In alternative embodiments of the invention, the detection structure may comprise a sensor structure comprising one or more sensor regions responsive to a sample located in the region thereof to enable conclusions to be drawn about properties of the samples. Examples of such sensor structures are oxygen sensors, CO 2 sensors or biosensors that use biomolecules to detect properties of a sample.
Die Kanalstrukturen sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass das Zusammenspiel aus Zentrifugalkraft und Kapillarkraft mit synchronisierter Probenzugabe und Reagenzienzugabe beispielsweise eine vollständige Prozessierung eines Mikroarray-Experiments ermöglicht. Dabei kann eine Siphon-Struktur im zentrifugalen Kraftfeld einen durch den Zeitverlauf der Drehfrequenz und die zu bestimmten Zeitpunkten zugegebenen Flüssigkeitsvolumina definierten Verlauf der Füllhöhe erzeugen, worüber sich die Reaktionsbedingungen in der Reaktionskammer präzise kontrollieren lassen. Insbesondere kann bei der Durchführung eines Mikroarray-Experiments die Siphon-Struktur bewirken, dass der Reaktionsraum stets zumindest so weit mit Flüssigkeit gefüllt ist, dass das Mikroarray von dieser bedeckt ist, wenn nacheinander die Probe, eine Waschflüssigkeit und Reagenzien in den Reaktionsraum zugeführt werden. Somit kann das Mikroarray unter durchgängig kontrollierbaren fluidischen Bedingungen prozessiert werden, da im zentrifugalen Kraftfeld der Siphon-Kanal die Füllhöhe in der Reaktionskammer festlegt.The Channel structures are preferably designed such that the Interplay of centrifugal force and capillary force with synchronized Sample addition and reagent addition, for example, a complete processing of a microarray experiment. This can be a siphon structure in the centrifugal force field one by the time course of the rotation frequency and defined the liquid volumes added at certain times Make the course of the filling height, what about precisely control the reaction conditions in the reaction chamber to let. In particular, when performing a microarray experiment the siphon structure cause the reaction space always at least so far with liquid filled is that the microarray is covered by this, if one after the other the sample, a washing liquid and reagents are fed into the reaction space. Thus, that can Microarray under throughout be processed controllable fluidic conditions, since in the centrifugal force field of the siphon channel determines the filling level in the reaction chamber.
Die vorliegende Erfindung besteht gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen somit in einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Prozessieren von Mikroarrays auf einem vorzugsweise planaren Substrat, wobei die Erfindung die Integration der im Folgenden beispielhaft beschriebenen, typischen Schritte eines mikroarray-basierten Experiments ermöglicht. Diese Schritte umfassen die Probenzugabe in eine Reaktionskammer und das Blockieren derselben, das gegebenenfalls mehrfache Waschen der Reaktionskammer und damit des Mikroarrays, den Nachweis, d. h. das Färben, des Mikroarrays und ein folgendes, wiederum gegebenenfalls mehrfaches Waschen des Mikroarrays. Auch das Auslesen des Mikroarrays, das auf jede beliebige herkömmliche Weise erfolgen kann, könnte integriert werden.The The present invention is in accordance with preferred embodiments thus in an apparatus and method for processing Microarrays on a preferably planar substrate, wherein the Invention, the integration of the example described below, typical steps of a microarray-based experiment allows. These steps involve adding the sample to a reaction chamber and blocking them, optionally washing several times the reaction chamber and thus the microarray, the detection, d. H. dyeing, of the microarray and a following, again optionally multiple washing of the microarray. Also reading the microarray on each any conventional manner could be done to get integrated.
Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung eine nahezu vollständige Integration aller notwendigen Schritte zum Prozessieren eines mikroarray-basierten Experiments, wobei die Reduktion der manuellen Arbeitsschritte auch dabei hilft, die Reproduzierbarkeit von mikroarray-basierten Experimenten zu erhöhen. Der Körper, in dem die fluidischen Strukturen gebildet sind, der vorzugsweise aus einem Substrat und einem Deckel besteht, lässt sich einfach und kostengünstig herstellen und kann deshalb als Einwegartikel eingesetzt werden.Consequently allows the present invention provides a nearly complete integration of all necessary Steps to process a microarray-based experiment, whereby the reduction of manual work also helps the reproducibility of microarray-based experiments too increase. The body, in which the fluidic structures are formed, preferably consists of a substrate and a lid, can be produced easily and inexpensively and can therefore be used as a disposable article.
Bei einem Pilot-Experiment hatte die Reaktionskammer ein Volumen von ca. 50 μL, wobei das Gesamtvolumen bestehend aus Probe, Reagenzien und Puffern bei dem durchgeführten Experiment bei lediglich 500 μL lag. Dies stellt generell eine erhebliche Reduktion des Verbrauchs der zum Teil sehr teueren Flüssigkeiten dar. Diese Volumina sind im Gegensatz zu Experimenten, die an einer freien, also nicht durch eine Kammer eingegrenzten Mikroarrayoberfläche durchgeführt werden, sehr gering und ließen sich durch eine gezielte Optimierung der Kammerform noch erheblich reduzieren.at In a pilot experiment, the reaction chamber had a volume of about 50 μL, the total volume consisting of sample, reagents and buffers at the performed Experiment at only 500 μL was. This generally represents a significant reduction in consumption the sometimes very expensive fluids These volumes are in contrast to experiments that at one free, ie not limited by a chamber microarray surface are performed very small and left through a targeted optimization of the chamber shape even more to reduce.
Bedingt durch die optimierten hydrodynamischen Bedingungen, die durch die Anwendung der Rotation mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor erreicht werden kann und die alternativ oder unterstützend durch eine mäanderförmige Reaktionskammer erreicht werden können, ließ sich bei dem Pilot-Experiment die Prozesszeit auf 45 Minuten senken. Dabei entfällt der weitaus größte Teil dieser Zeit auf die Reaktion/Inkubation zwischen der anfänglich eingebrachten Probe mit der Erfassungsstruktur, während ein Waschschritte in weniger als einer Minute beendet ist. Generell ist eine weitere, drastische Beschleunigung der Prozesszeit und auch eine erhebliche Reduzierung des Kammervolumens über dem Mikroarray denkbar.conditioned through the optimized hydrodynamic conditions created by the Application of rotation achieved with a time-varying rotation vector can be and the alternative or supportive by a meandering reaction chamber can be achieved let himself go reduce the process time to 45 minutes in the pilot experiment. It is omitted by far the largest part This time on the reaction / incubation between the initially introduced Sample with the detection structure while washing in less than a minute has ended. In general, another, Drastic acceleration of the process time and also a significant Reduction of the chamber volume above the Microarray conceivable.
Die erfindungsgemäß verwendbare geschlossene Reaktionskammer ermöglicht im Vergleich zu einem nicht gedeckelten Substrat, dass das mikroarray-basierte Experiment permanent in einer kontrollierten Umgebung abläuft, was insbesondere verhindern kann, dass die Mikroarray-Spots austrocknen. Insbesondere ermöglicht das „Umrühren" in dem Reaktionsraum durch das Rotieren mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor eine verkürzte Prozessdauer, während die fluidische „Siphon-Struktur" eine kontrollierte Umgebung liefert.The usable according to the invention closed reaction chamber allows compared to a non-capped substrate that microarray-based Experiment permanently in a controlled environment, which runs In particular, it can prevent the microarray spots from drying out. In particular, allows the "stirring" in the reaction space by rotating with a time-varying rotary vector one shortened process duration, while the fluidic "siphon structure" a controlled Environment supplies.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIG the enclosed drawings closer explained. Show it:
Ein
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird nun zunächst
anhand der
Die
Vorrichtung umfasst einen Rotor
Der
Rotor umfasst vier Aufnahmebereiche
Durch
die Steuereinrichtung
Beispielhafte
Kanalstrukturen werden nun Bezug nehmend auf die
Bei
dem in
Die
Siphon-Struktur
Vorzugsweise
ist die Struktur derart ausgelegt, dass die Reaktionskammer
Die
Einlassbereiche
In
den Ausführungsbeispielen
von
Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung sind die Kanalstrukturen in dem Deckelchip gebildet,
wobei der Deckelchip derart mit einem Mikroarray-Substrat zusammengeführt wird,
dass in der Reaktionskammer das Mikroarray
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun anhand des Durchführens eines Mikroarray-Experiments beschrieben.One embodiment a method according to the invention will now be based on performing a microarray experiment described.
Dabei
wird zunächst
eine Probenflüssigkeit, d.h.
ein Analyt, in die Reaktionskammer
Nach
dem Befüllen
der Reaktionskammer wird nun diese mit einem zeitlich veränderlichen Drehvektor
beaufschlagt, der ein mehrfaches Beschleunigen und ein mehrfaches
Abbremsen, ggf. unterbrochen durch Ruhephasen mit konstantem oder
verschwindendem Drehvektor, aufweist. Durch die Drehung der Anordnung
mit einem zeitlich veränderlichen
Drehvektor erzeugen hydrodynamische Inertialkräfte innerhalb der Reaktionskammer
Konvektionsströme
der dort befindlichen Flüssigkeit.
Somit kann die Zeitdauer für
die Durchmischung von komplementären
Molekülen
in der Probe an die Fängermoleküle durch
ein gezieltes „Umrühren" der in der Reaktionskammer
Nach
einer für
die Prozessierung des Mikroarrays ausreichenden Zeitdauer wird dann über den
Einlassbereich
Das
Siphonprinzip ergibt auch, dass das neu eingeführte Volumen dem verdrängten Volumen
entspricht. Um einen vollständigen
Flüssigkeitsaustausch
in der Reaktionskammer
Nach
dem Zuführen
der Waschflüssigkeit können über den
Einlassbereich
Hinsichtlich
der Kanalstrukturen bleibt festzuhalten, dass in
In
Mit
der beschriebenen Vorrichtung und dem beschriebenen Verfahren wurde
ein Experiment durchgeführt,
dessen Ablauf in den
Bei
dem Experiment gemäß
Bei beiden Experimenten wurde BSA (Bovines Serum Albumin) unter Verwendung der gut dokumentierten EDC-NHS-Affinitäts-Ligandenkopplung an dem jeweiligen Substrat immobilisiert, um die Oberflächendichte der immobilisierten Fängermoleküle zu erhöhen.at In both experiments, BSA (bovine serum albumin) was used the well-documented EDC-NHS affinity ligand coupling to the respective substrate immobilized to the surface density increase the immobilized capture molecules.
Die
entsprechenden Mikroarray-Substrate sind unter Punkt
Die
erhaltenen Ergebnisse sind in
Mögliche Rotationsprotokolle
zum Beaufschlagen der Kanalstrukturen mit einem zeitlich veränderlichen
Drehvektor, der ein mehrfaches Beschleunigen und mehrfaches Abbremsen
aufweist, sind in den
Wie
der Kurve
Abweichend
von den erläuterten
bevorzugten Ausführungsbeispielen
sind zahlreiche Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. So
könnte statt
des beschriebenen scheibenförmigen
Rotors
Bei alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung könnte statt der Siphon-Struktur des Auslasskanals darüber hinaus der Auslasskanal mit einer hydrophoben Barriere oder einem hohen Flusswiderstand versehen sein, die einen von einer Rotationsfrequenz abhängigen Flüssigkeitsschalter darstellen.at alternative embodiments of the present invention beyond the siphon structure of the outlet channel beyond the outlet channel with a hydrophobic barrier or a high flow resistance be provided, which is a dependent of a rotational frequency liquid switch represent.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung umfassen die Kanalstrukturen einen oder mehrere Einlasskanäle, um Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft in die Reaktionskammer zuzuführen. Alternativ könnte jedoch die Flüssigkeit auch auf beliebige andere Arten in die Reaktionskammer gelangen, beispielsweise über einen Zuführkanal unter Ausübung eines Drucks oder durch manuelle Befüllung, beispielsweise mit einem Pipetiersystem. Auch der Auslasskanal bzw. die Siphon-Struktur desselben stellt kein zwingendes Merkmal der Erfindung dar, insbesondere dann, wenn nicht mehrere Flüssigkeiten nacheinander durch die Reaktionskammer geführt werden sollen, sondern unter Verwendung einer Sensorstruktur lediglich die Eigenschaften einer Flüssigkeit erfasst werden sollen. Die Flüssigkeiten könnten auch durch eine Deckelöffnung oder zwischenzeitliches Entfernen des Deckels abgesaugt oder ausgespült werden.at preferred embodiments In accordance with the invention, the channel structures comprise one or more inlet channels for liquid by centrifugal force into the reaction chamber. alternative could but the liquid get into the reaction chamber in any other ways, for example about a feed channel under exercise of a Pressure or by manual filling, for example with a pipetting system. Also the outlet channel or the siphon structure of the same is not a mandatory feature of Invention, especially if not several liquids in succession be guided through the reaction chamber but using a sensor structure only the properties of a liquid should be recorded. The liquids could also through a lid opening or removing the lid in the meantime by suction or rinsing.
Zudem ließe sich der Mischvorgang noch durch die in der oben erwähnten Veröffentlichung M. Grumann u. a., „Batch-Mode Mixing on Centrifugal Microfluidic Platforms", Lab Chip, 2005, 5, Seiten 560–565, durch die Zugabe von (para-) magnetischen Beads in Kombination mit Permanentmagneten, die ortsfest entlang des Kammerorbits angeordnet sind, unterstützen. Speziell im Schüttel-Modus könnten auch Beads, deren Dichte von der entsprechenden Flüssigkeitsdichte abweicht, den Mischvorgang beschleunigen. Durch eine Zentrifugation bzw. einen entsprechend positionierten Magneten ließen sich die Beads wieder abschließend aus dem Detektionsfenster der Mikroarrays entfernt werden.moreover could the mixing process still by the in the above-mentioned publication M. Grumann u. a., "Batch-Mode Mixing on Centrifugal Microfluidic Platforms ", Lab Chip, 2005, 5, pages 560-565, by the addition of (para) magnetic beads in combination with Permanent magnets, which are arranged fixedly along the chamber orbit are, support. Especially in shake mode could also Beads whose density differs from the corresponding liquid density, the Accelerate mixing process. By centrifugation or a appropriately positioned magnets, the beads were finally out again be removed from the detection window of the microarrays.
Der Rotationsantrieb kann beispielsweise entworfen sein, um PC-gesteuert ein Frequenzprotokoll durchzuführen, um einen zeitabhängiges Zentrifugalfeld zu erzeugen, um für die einzelnen, durchzuführenden Schritte die Flussraten und den zeitlichen Ablauf exakt zu steuern. Eine Steuersoftware kann auch beispielsweise einen oder mehrere Dispenser steuern, welche bei ruhendem oder auch bei entsprechender Synchronisation bei rotierendem Substrat die Reagenzien auf die Einlässe aufgeben. Beispielsweise durch eine Saugvorrichtung ließe sich ebenfalls das Abführen der Flüssigkeiten automatisieren.Of the Rotary drive, for example, can be designed to be PC-controlled to carry out a frequency protocol, around a time-dependent To generate centrifugal field in order for the individual to be carried out Steps to precisely control the flow rates and timing. Control software may also include, for example, one or more Dispensers control which at rest or even with appropriate Synchronization with rotating substrate the reagents on the inlets give up. For example, by a suction device could be also the discharge of liquids automate.
Die vorliegende Erfindung schafft somit Vorrichtungen und Verfahren, die insbesondere geeignet sind, um Mikroarray-Experimente auf eine zunehmend automatisierte Weise durchzuführen. Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine Möglichkeit, Probenflüssigkeit und die darin enthaltenen Moleküle effizient Fängermolekülen des Mikroarrays zuzuführen und während des gesamten Experiments zu verhindern, dass das Mikroarray austrocknet. Dadurch können zuverlässige, reproduzierbare Ergebnisse bei nur sehr geringen Totvolumen und hoher Sensitivität erhalten werden. Insbesondere können durch eine Kammer mit sehr geringem Volumen und ebenfalls sehr geringen Totvolumina in den Zuführungen die Geschwindigkeit und Sensitivität der Prozessierung verbessert werden. Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere auch für den Einsatz in sogenannten „Lab-on-a-Disk"-Systemen, die eine flexible Plattform für eine vollständig integrierte und schnelle Verarbeitung von Experimenten darstellen.The present invention thus provides apparatus and methods that are particularly suitable for performing microarray experiments in an increasingly automated manner. in particular In particular, the present invention provides a means to efficiently deliver sample liquid and the molecules contained therein to capture molecules of the microarray and to prevent the microarray from drying out throughout the experiment. As a result, reliable, reproducible results can be obtained with only a very small dead volume and high sensitivity. In particular, the speed and sensitivity of the processing can be improved by a chamber with very low volume and also very low dead volumes in the feeders. The present invention is also particularly suitable for use in so-called "lab-on-a-disk" systems, which provide a flexible platform for fully integrated and fast processing of experiments.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Durchführung von Mikroarray-Experimenten mit einem reduzierten Zeitaufwand, einer schnellen und homogenen Reaktion, einem automatisierten Waschvorgang, einem reduzierten Verbrauch von Probe und Reagenzien, sowie einer integrierten Abfallhandhabung. Durch die Elimination von ungesteuerten Trocknungsschritten durch die Siphon-Struktur kann ferner die Empfindlichkeit des Mikroarray-Experiments erhöht werden. Auf diese Weise wird die Verwendung getrennter Vorrichtungen, wie Objektträger-Wascheinrichtungen und dergleichen obsolet und Handhabungsschritte werden automatisiert. Schließlich ermöglicht die Symmetrie des Rotors bzw. des Rotationskörpers potentiell, dass mehrere Mikroarray-Experimente parallel durchgeführt werden.The present invention enables the implementation of microarray experiments with a reduced amount of time, one fast and homogeneous reaction, an automated washing process, a reduced consumption of sample and reagents, as well as a integrated waste handling. By the elimination of uncontrolled drying steps The sensitivity of the microarray experiment can be further improved by the siphon structure elevated become. In this way, the use of separate devices, like slide-washing devices and the like become obsolete and handling steps are automated. Finally, the Symmetry of the rotor or the body of revolution potentially that multiple microarray experiments carried out in parallel become.
Erfindungsgemäß ist die Kammer vorzugsweise ausgebildet, um vollständig, d.h. ohne Gaseinschluss, mit der Probe befüllt zu werden. Zu diesem Zweck kann die Kammer vollständig verschließbar sein oder mit Ausnahme von Zulaufkanal und Ablaufkanal vollständig geschlossen sein. Die vorliegende Erfindung ermöglicht dabei selbst bei vollständig gefüllter Kammer und sehr kleinen Probenvolumina ein effizientes Vorbeiführen der Probe an einer Erfassungsstruktur.According to the invention Chamber preferably designed to be completely, i. without gas inclusion, filled with the sample to become. For this purpose, the chamber can be completely closed or with the exception of inlet channel and outlet channel completely closed be. The present invention makes it possible even with completely filled chamber and very small sample volumes efficiently pass the Sample on a detection structure.
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