DE10325307B3 - For the mixture of fluids in micro-cavities, in a micro-titration plate, at least one piezo electric sound converter generates an ultrasonic wave to give a wave-induced flow to the fluids - Google Patents

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Abstract

To mix two fluids (5,7) together, in at least one micro-cavity (3), a flow is induced by sound using at least one piezo electric sound converter (1). An ultrasonic wave, with a frequency at least 10 MHz, is passed through a solid body layer (15) with a scale in the wave spread direction of more than quarter the ultrasonic wavelength, to generate a wave-induced flow in at least one micro-cavity. To mix two fluids (5,7) together, in at least one micro-cavity (3), a flow is induced by sound using at least one piezo electric sound converter (1). An ultrasonic wave, with a frequency at least 10 MHz, is passed through a solid body layer (15) with a scale in the wave spread direction of more than a quarter the ultrasonic wavelength, to generate a wave-induced flow in at least one micro-cavity. The lateral spread (d) of at least one wave converter is smaller than the lateral scale (D) of the micro-cavity. The micro-cavities are in a micro-titration plate (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchmischung von Flüssigkeiten in Mikrokavitäten und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for mixing liquids in micro cavities and a device for performing of the procedure.

Mikrokavitäten, z. B. in der Anordnung von Mikro-Titerplatten, werden in der pharmazeutischen Forschung und Diagnostik als 0Reaktionsgefäße eingesetzt. Auf Basis des Standardformates von Mikro-Titerplatten sind hochautomatisierte Prozeßabläufe in modernen Labors möglich. So sind z. B. Pipettierroboter, Geräte zur optischen Auslesung biologischer Assays und auch die entsprechenden Transportsysteme auf das Standardformat abgestimmt. Solche Standard-Mikro-Titerplatten gibt es heute mit 96, 384 oder 1536 Kavitäten. Typische Volumina liegen je Kavität im Bereich von 300 μl für 96er Titerplatten, etwa 75 μl für 384er Mikro-Titerplatten sowie etwa 12 μl für 1536er Titerplatten. Mikro-Titerplatten sind im allgemeinen aus Kunststoff gefertigt, z. B. aus Polypropylen oder Polystyrol, und häufig beschichtet oder biologisch funktionalisiert.Micro cavities, e.g. B. in the arrangement of micro-titer plates, are used in pharmaceutical research and diagnostics are used as reaction vessels. Based on the standard format of micro-titer plates are highly automated Process flows in modern Laboratories possible. So z. B. pipetting robots, devices for optical reading biological assays and also the corresponding transport systems matched to the standard format. Such standard micro-titer plates exist today with 96, 384 or 1536 cavities. Typical volumes are per cavity in the range of 300 μl for 96s Titer plates, about 75 μl for 384s Micro-titer plates and about 12 μl for 1536s Titer plates. Micro-titer plates are generally made of plastic manufactured, e.g. B. made of polypropylene or polystyrene, and often coated or biologically functionalized.

Die Miniaturisierung in Form solcher Mikro-Titerplatten bzw. Mikrokavitäten im allgemeinen findet seine Begründung in den oftmals teuren Reagenzien und in der Tatsache, daß Probenmaterial oft nicht in gewünschter Menge zur Verfügung steht, so daß Reaktionen bei hoher Probenkonzentration nur durchgeführt werden können, wenn die Volumina entsprechend verringert werden.Miniaturization in the form of such Micro-titer plates or micro-cavities in general are found Reason in the often expensive reagents and in the fact that sample material often not in the desired Amount available stands so that reactions at high sample concentrations can only be carried out if the volumes are reduced accordingly.

Um die Reaktionen zu beschleunigen sowie homogene Reaktionsbedingungen sicherzustellen, ist es wünschenswert, die Reaktanden während der Reaktion zu durchmischen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn ein Reaktionspartner („Sonde") gebunden ist, d.h. ein inhomogener Assay vorliegt. Hier kann eine Durchmischung eine Verarmung der Probe an den gebundenen Sonden verhindern. Ganz allgemein ist bei fehlender Durchmischung häufig die Diffusion der Reaktanden der zeitbestimmende Schritt. Es kommt dadurch zu langen Reaktionszeiten und geringem Probendurchsatz.To speed up the reactions as well as ensuring homogeneous reaction conditions, it is desirable the reactants during to mix the reaction. This is particularly important when a reactant ("probe") is bound, i.e. there is an inhomogeneous assay. Mixing can be a problem here Prevent sample depletion from the bound probes. Generally is the diffusion of the reactants in the absence of thorough mixing the time-determining step. This leads to long reaction times and low sample throughput.

Mikro-Titerplatten bzw. allgemein Mikrokavitäten werden bei bekannten Verfahren mittels sogenannter Schüttler durchmischt. Solche Schüttler umfassen mechanisch bewegliche Teile und sind zum einen schwer in hochautomatisierte Linien zu integrieren. Die Durchmischung ist darüber hinaus insbesondere in kleinen Kavitäten, also z. B. 384er Mikro-Titerplatten oder 1536er Mikro-Titerplatten sehr ineffizient. Bei so kleinen Mikrokavitäten werden kleine Flüssigkeitsmengen scheinbar sehr viskos und in kleinen Volumina sind nur laminare Strömungen möglich, d.h. es gibt keine Turbulenzen, die eine effektive Durchmischung bewirken würden. Um trotz der bei kleinen Flüssigkeitsmengen scheinbar hoch werdenden Viskosität einen ausreichenden Mischungseffekt zu erzielen, sind hohe Leistungen des Schüttlers notwendig.Micro-titer plates or in general microcavities are mixed in known processes by means of so-called shakers. Such shakers include mechanically moving parts and are difficult to handle to integrate highly automated lines. The mixing is about that in addition, especially in small cavities, e.g. B. 384 micro-titer plates or 1536 micro-titer plates very inefficient. With such small ones microcavities become small amounts of liquid apparently very viscous and in small volumes are only laminar Currents possible, i.e. there is no turbulence that causes effective mixing would. To despite the small amounts of liquid apparently high viscosity a sufficient mixing effect To achieve this, high shaker performance is necessary.

So beschreibt WO 00/10011 A1 ein Verfahren, mit dessen Hilfe eine Mikrokavität im Frequenzbereich von 1 bis 300 kHz geschüttelt wird. Es werden Leistungen von 0,1 bis 10 Watt appliziert.This is how WO 00/10011 A1 describes Process with the aid of which a microcavity in the frequency range of 1 shaken up to 300 kHz becomes. Outputs from 0.1 to 10 watts are applied.

In der Literatur sind verschiedene andere Verfahren zur Durchmischung kleiner Flüssigkeitsmengen beschrieben.There are several in the literature other methods for mixing small amounts of liquid are described.

In US 2002/0009015 A1 wird zur Mischung die Ausnutzung von Kavitation beschrieben, also Nukleation, Expansion und Zerfall oder Kollaps eines lokalen Vakuumraumes in der Flüssigkeit oder einer Blase, also eines lokalen Gas-/Dampfraumes in der Flüssigkeit, aufgrund eines akustischen Druckfeldes. Das Mischen der Flüssigkeit wird durch die Eigendynamik des lokalen Vakuumraumes bzw. der Blase, also deren Expansion und Zerfall erreicht. Um die akustische Leistungsschwelle zur Bildung der lokalen Vakuumräume bzw. der Blasen herabzusetzen, werden Nukleationskeime benötigt. Durch diese Nukleationskeime ist die Gefahr der Verunreinigung groß. Zudem ist die Bildung von lokalen Vakuumräumen oder Blasen oftmals unerwünscht.In US 2002/0009015 A1 the use of cavitation is described for the mixture, i.e. nucleation, expansion and decay or collapse of a local vacuum space in the liquid or a bubble, i.e. a local gas / vapor space in the liquid, due to an acoustic pressure field. The mixing of the liquid is achieved by the dynamics of the local vacuum space or the bubble, i.e. its expansion and decay. Nucleation seeds are required to lower the acoustic power threshold for the formation of the local vacuum spaces or the bubbles. The risk of contamination is great due to these nucleation germs. In addition, the formation of local vacuum spaces or bubbles is often undesirable.

Andere bekannte Verfahren (z. B. „Microfluidic motion generation with acoustic waves", X. Zhu et al. Sensors and Actuators, A. Physical, Vol. 66/1–3, page 355 to 360 (1998) oder „Novel acoustic wave micromixer", V.Vivek et al., IEEE International Microelectro mechanical systems conference 2002, pages 668 to 673, oder US 5,674,742 A beschreiben die Verwendung von membranartigen Elementen, die in sogenannten „flexural plate wave modes" schwingen. Das bewegungsvermittelnde Medium ist dabei in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit. Die Herstellung derartig dünner Membranen ist sehr kompliziert und die Gefahr der Verunreinigung durch den Kontakt der Flüssigkeit mit dem bewegungsvermittelnden Medium ist erhöht.Other known methods (e.g. "Microfluidic motion generation with acoustic waves", X. Zhu et al. Sensors and Actuators, A. Physical, Vol. 66 / 1-3, page 355 to 360 (1998) or "Novel acoustic wave micromixer ", V. Vivek et al., IEEE International Microelectro mechanical systems conference 2002, pages 668 to 673, or US 5,674,742 A describe the use of membrane-like elements which vibrate in so-called "flexural plate wave modes". The movement-mediating medium is in direct contact with the liquid. The production of such thin membranes is very complicated and the risk of contamination through the contact of the liquid with the movement mediating medium is increased.

US 6,357,907 B1 beschreibt die Verwendung von magnetischen Kügelchen, die sich in einem externen, zeitlich oder räumlich variablen Magnetfeld bewegen. Zur Durchführung des Mischvorganges müssen die Kügelchen in die Flüssigkeit eingebracht werden, was aufgrund von Verunreinigungsproblemen oftmals nicht erwünscht ist. US 6,357,907 B1 describes the use of magnetic spheres that move in an external, temporally or spatially variable magnetic field. In order to carry out the mixing process, the beads have to be introduced into the liquid, which is often not desirable due to contamination problems.

US 6,244,738 B1 beschreibt einen Mischvorgang in einem langgestreckten geschlossenen Kanal. Zwei Flüssigkeitsströme strömen an einem Ultraschallgeber vorbei und werden im Mikrokanal durchmischt. Zur Durchführung des Verfahrens ist ein komplizierter Aufbau mit einem Mikrokanalsystem notwendig und es sind keine separaten, einzelnen Volumina mischbar. US 6,244,738 B1 describes a mixing process in an elongated closed channel. Two streams of liquid flow past an ultrasonic transmitter and are mixed in the microchannel. To carry out the method, a complicated structure with a microchannel system is necessary and no separate, individual volumes can be mixed.

US 5,736,100 A beschreibt die Verwendung eines Drehtellers mit kleinen Gefäßen, in die Mikrokavitäten, z. B. Eppendorf caps, eingesetzt werden können. In diesen Töpfchen befindet sich z. B. Wasser, das von außen mit Ultraschall bestrahlt wird. Die beschriebene Vorrichtung wirkt also wie ein konventionelles Ultraschallbad. Das Wasser wird in Schwingung versetzt und wirkt als bewegungsvermittelndes Element direkt auf das jeweilige Töpfchen, das auf diese Weise gerüttelt wird. US 5,736,100 A describes the use of a turntable with small vessels into which micro cavities, e.g. B. Eppendorf caps can be used. In this potty there is e.g. B. Water that is irradiated from the outside with ultrasound. The The device described thus acts like a conventional ultrasonic bath. The water is set in motion and acts as a movement-mediating element directly on the potty, which is shaken in this way.

DE 101 17 772 A1 beschreibt die Durchmischung von Flüssigkeiten unter Verwendung von Oberflächenschallwellen, die mit Hilfe von Interdigitaltransducern erzeugt werden. Die Flüssigkeit befindet sich hier z. B. direkt auf dem schallvermittelnden Medium selbst. Zumindest bei Mehrfachverwendung der Vorrichtungen besteht die Gefahr der Kontamination. Ein Einsatz mit einer Mikro-Titerplatte ist bei den beschriebenen Anordnungen nicht möglich. DE 101 17 772 A1 describes the mixing of liquids using surface acoustic waves that are generated with the help of interdigital transducers. The liquid is here for. B. directly on the sound-transmitting medium itself. At least with multiple use of the devices, there is a risk of contamination. Use with a micro-titer plate is not possible with the arrangements described.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine effektive Durchmischung von Flüssigkeiten in Mikrokavitäten, insbesondere einer Mikro-Titerplatte, ermöglichen und die Gefahr der Kontamination gering halten.Object of the present invention is to provide a method and apparatus that is effective Mixing of liquids in micro cavities, especially a micro-titer plate, enable and the risk of Keep contamination low.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 22 gelöst. Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungen gerichtet.This task is done with a procedure with the features of claim 1 and a device with the Features of claim 22 solved. Subclaims are focused on advantageous designs.

Erfindungsgemäß wird mit Hilfe zumindest eines piezoelektrischen Schallwandlers eine Ultraschallwelle einer Frequenz größer oder gleich 10 MHz durch eine Festkörperschicht hindurch in Richtung der zumindest einen Mikrokavität und der darin befindlichen Flüssigkeit geschickt, um dort eine schallinduzierte Strömung zu erzeugen. Das Ausmaß der Festkörperschicht in Schallausbreitungsrichtung ist größer als ein ¼ der Wellenlänge der Ultraschallwelle.According to the invention, at least one is used piezoelectric transducer emits an ultrasonic wave of a frequency bigger or equal to 10 MHz through a solid layer through towards the at least one microcavity and the liquid in it sent to create a sound-induced flow there. The extent of the solid layer in the direction of sound propagation is greater than ¼ of the wavelength of the Ultrasonic wave.

Der Frequenzbereich größer oder gleich 10 MHz stellt sicher, daß ein Rütteln der gesamten Vorrichtung, wie sie z. B. bei Schüttelmechanismen des Standes der Technik verwendet wird, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auftritt. Eine Festkörperschicht, die größer ist als ¼ der Wellenlänge der Ultraschallwelle, kann wirksam verhindern, daß sich membranartige „flexural plate wave modes" oder Lamb-modes ausbilden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt der Ultraschall durch die Festkörperschicht direkt in die Mikrokavität ein und erzeugt dort eine schallinduzierte Strömung. Die Verwendung der hohen Frequenz stellt zudem sicher, daß die Schallabsorption in der Flüssigkeit groß ist.The frequency range larger or equal to 10 MHz ensures that a Shake the entire device as z. B. with shaking mechanisms of the stand the technology is used in the method according to the invention does not occur. A solid layer, which is bigger than ¼ of wavelength the ultrasonic wave, can effectively prevent membrane-like "flexural plate wave modes "or Lamb modes form. In the method according to the invention the ultrasound enters the microcavity directly through the solid layer and generates a sound-induced flow there. The use of the high Frequency also ensures that sound absorption in the liquid is great.

Die zu durchmischende Flüssigkeit ist nicht in direktem Kontakt mit dem schallerzeugenden bzw. -vermittelnden Medium. Eine Kontamination bei Mehrfachverwendung ist also ausgeschlossen.The liquid to be mixed is not in direct contact with the sound generating or transmitting Medium. Contamination with multiple use is therefore excluded.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine effektive Durchmischung in einigen Minuten mit Leistungen erreicht werden, die typischerweise kleiner sind als 50 Milliwatt pro Kavität. Bei guter akustischer Anpassung kann der Wert auch auf kleiner als 5 Milliwatt pro Kavität gesenkt werden.With the method according to the invention can effectively mix in a few minutes with accomplishments that are typically less than 50 milliwatts per cavity. With good acoustic adjustment, the value can also be less than 5 Milliwatts per cavity be lowered.

Als Festkörperschicht kann ein gesondertes Substrat, z. B. aus Kunststoff, Metall oder Glas eingesetzt werden. Die Dicken liegen je nach der verwendeten Ultraschallwellenlänge z. B. im Bereich von 0,1 mm bis zu einigen cm. Typische Ultraschallwellenlängen liegen im Bereich von 10 μm bis 100 μm. Die Festkörperschicht kann auch z. B. durch den Boden einer Mikrokavität oder den Boden einer Mikro-Titerplatte direkt gebildet werden, der ggf. auf eine gewünschte Dicke eingestellt bzw. geschliffen wird, bzw. den Boden umfassen.A separate substrate can be used as the solid layer. z. B. made of plastic, metal or glass. The fat ones are depending on the ultrasonic wavelength used z. B. in the range from 0.1 mm to a few cm. Typical ultrasonic wavelengths are in the range of 10 μm up to 100 μm. The solid layer can also z. B. directly through the bottom of a microcavity or the bottom of a micro titer plate are formed, which may be set to a desired thickness or is sanded or cover the floor.

Der piezoelektrische Schallwandler kann entweder monochromatisch durch Anlegen eines Hochfrequenzsignales der Resonanzenergie bzw. einer Harmonischen angeregt werden (kontinuierlich oder gepulst). Durch Wechsel der Frequenz oder Amplitude kann gezielt Einfluß auf das sich ergebene Mischmuster genommen werden. Die Einspeisung der Resonanzfrequenz des Schallwandlers erhöht zudem die Effizienz der Umwandlung der elektrischen in akustische Energie.The piezoelectric transducer can either be monochromatic by applying a high frequency signal the resonance energy or a harmonic are excited (continuously or pulsed). By changing the frequency or amplitude can be targeted Influence on the resulting mixed pattern can be taken. The feed of the Resonance frequency of the transducer also increases the efficiency of the Converting electrical energy into acoustic energy.

Vorteilhaft kann aber auch ein Nadelimpuls verwendet werden, der neben vielen anderen Fourier-Koeffizienten in der Regel auch solche aufweist, die den Schallwandler resonant anregen können. Dies senkt die Anforderungen an die benötigte Elektronik, da keine spezielle Frequenz einstellbar sein muß.A needle pulse can also be used advantageously that of many other Fourier coefficients as a rule also has those that can resonantly excite the transducer. This lowers the requirements for the required electronics, since none special frequency must be adjustable.

Besonders effektiv ist die Ultraschallabsorption in der zu mischenden Flüssigkeit, wenn die Wellenlänge der Ultraschallwelle so gewählt wird, daß sie in der Flüssigkeit kleiner oder gleich dem mittleren Füllstand in der Mikrokavität ist.Ultrasound absorption is particularly effective in the liquid to be mixed, if the wavelength the ultrasound wave is chosen in this way is that they are in the liquid is less than or equal to the average fill level in the microcavity.

Der Schallwandler kann unter der Festkörperschicht vollflächig ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die laterale Ausdehnung des Schallwandlers kleiner ist als das laterale Ausmaß der verwendeten Mikrokavität. Zum einen ist bei größerem Schallwandler der kapazitive Anteil seiner Impedanz erhöht, wodurch sich die elektrische Anpassung verändert, und zum zweiten ist die Mischeffizienz kleiner, wenn der Schallwandler größer ist als das laterale Ausmaß der Mikrokavität. Wenn das laterale Ausmaß des Schallwandlers andererseits kleiner ist als das laterale Ausmaß der Mikrokavität, hat der Ultraschallstrahl eine kleinere laterale Ausdehnung als das laterale Ausmaß der Mikrokavität. Seitlich des nach oben gerichteten Ultraschallstrahles kann die Flüssigkeit wieder nach unten fließen, so daß dadurch eine optimale Durchmischung der Flüssigkeit erreicht wird. Zum Beispiel kann die Ultraschallwelle zentral von unten in die Mikrokavität eingekoppelt werden, so daß sich die Flüssigkeit zentral in der Mikrokavität nach oben bewegt und am Rande der Mikrokavität wieder nach unten zurückfließen kann.The transducer can be placed under the Solid layer entire area be trained. However, it is particularly advantageous if the lateral extension of the sound transducer is smaller than the lateral extent of the one used Microcavity. Firstly, with a larger sound transducer the capacitive portion of its impedance increases, which causes electrical matching changed and secondly, the mixing efficiency is lower when the transducer is bigger than the lateral extent of the Microcavity. If the lateral extent of the Transducer, on the other hand, is smaller than the lateral extent of the microcavity Ultrasonic beam has a smaller lateral extent than the lateral one Extent of Microcavity. To the side of the upward directed ultrasound beam liquid flow down again so that optimal mixing of the liquid is achieved. To the For example, the ultrasound wave can be coupled into the microcavity centrally from below be so that the liquid central in the micro cavity moved upwards and can flow back down again at the edge of the microcavity.

Der letztgenannte Effekt kann bei einer alternativen Verfahrensführung erreicht werden, indem zwischen den Schallwandler und die Mikrokavität eine Zwischenschicht eingebracht wird, die ein schallabsorbierendes Material in einer Anordnung umfaßt, die es dem Ultraschall nur in einem begrenzten räumlichen Bereich ermöglicht, in Richtung der Mikrokavität zu propagieren. Beispiele für vorteilhaft einsetzbare schallabsorbierende Medien sind Silikon, Kautschuk, Silikonkautschuk, weiches PVC, Wachs o.ä.The latter effect can be achieved in an alternative procedure by an intermediate layer is introduced between the sound transducer and the microcavity, which comprises a sound-absorbing material in an arrangement which allows the ultrasound to propagate in the direction of the microcavity only in a limited spatial area. Examples of sound absorbing media that can be used advantageously are silicone, rubber, silicone rubber, soft PVC, wax or the like.

Zwischen der Mikrokavität und dem Festkörpermaterial kann ein flüssiges oder festes Ausgleichsmedium, z. B. Wasser, Öl, Glyzerin, Silikon, Epoxidharz oder ein Gelfilm eingebracht werden, um Unebenheiten auszugleichen und einen sicheren akustischen Kontakt zu gewährleisten.Between the micro cavity and the Solid material can be a liquid or solid compensation medium, e.g. B. water, oil, glycerin, silicone, epoxy resin or a gel film can be introduced to compensate for unevenness and to ensure a safe acoustic contact.

Als Mikrokavitäten können z. B. Eppendorf caps oder Pipettenspitzen oder andere Mikroreaktoren eingesetzt werden. Um den Prozeß parallelisieren zu können, können mehrere Mikrokavitäten gleichzeitig eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Mikro-Titerplatte, die bereits in einem vorgegebenen Rastermaß eine große Anzahl von Kavitäten bereitstellt.As microcavities such. B. Eppendorf caps or Pipette tips or other microreactors can be used. Around parallelize the process to be able can several micro cavities at the same time be used. The use of a is particularly advantageous Micro-titer plate that already has a large number in a given grid dimension of cavities provides.

Ebenso können mehrere Mikrokavitäten z. B. mit Hilfe einer Klebefolie mit Löchern auf einem Glasslide definiert werden, vorzugsweise in den Maßen einer herkömmlichen Mikro-Titerplatte. Für die Zwecke des vorliegenden Textes soll der Begriff „Mikro-Titerplatte" eine solche Anordnung mit umfassen. Bei einer solchen Ausführungsform kann z. B. das Glasslide direkt als Festkörperschicht eingesetzt werden, die von der Ultraschallwelle durchstrahlt wird. Auf diese Weise ist eine besonders kompakte Anordnung realisierbar. Für die Realisierung von nur einer Mikrokavität wird in analoger Weise eine Klebefolie mit nur einem Loch eingesetzt.Likewise, several microcavities, e.g. B. with Help with an adhesive film with holes be defined on a glass slide, preferably in the dimensions of one usual Microtitre plate. For For the purposes of this text, the term "micro-titer plate" is intended to refer to such an arrangement with include. In such an embodiment, e.g. B. the glass slide directly as a solid layer be used, which is irradiated by the ultrasonic wave. In this way, a particularly compact arrangement can be realized. For the Realization of only one microcavity becomes an analog Adhesive film used with only one hole.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch mit einem einer Mikro-Titerplatte analogen Device durchführbar, bei dem auf einem Substrat ein Feld von Teilbereichen vorgesehen ist, die bevorzugt von der zu durchmischenden Flüssigkeit benetzt werden und so als Ankerplatz für die zu durchmischende Flüssigkeit dienen. Sind diese Felder im Rastermaß einer konventionellen Mikro-Titerplatte angeordnet, so ergibt sich nach Aufbringen der Flüssigkeit eine laterale Verteilung der Flüssigkeit wie bei einer herkömmlichen Mikro-Titerplatte, wobei einzelne Tropfen durch ihre Oberflächenspannung zusammengehalten werden. Im vorliegenden Text soll der Begriff „Mikro-Titerplatte" eine solche Ausführung mit umfassen.The method according to the invention is also possible with a a micro-titer plate analog device can be carried out on a substrate a field of sub-areas is provided, which is preferably of liquid to be mixed be wetted and thus as an anchorage for the liquid to be mixed serve. Are these fields in the grid dimension of a conventional micro-titer plate arranged, results after the application of the liquid a lateral distribution of the fluid like a conventional one Micro-titer plate, with individual drops due to their surface tension be held together. In the present text, the term “micro-titer plate” is intended to include such an embodiment include.

Eine Mikro-Titerplatte kann auf die Festkörperschicht aufgesetzt werden. Ist z. B. nur ein Schallwandler vorhanden, so kann die Mikro-Titerplatte auf der Festkörper schicht bewegt werden, um unterschiedliche Kavitäten mit Ultraschall zu beschallen. Auf diese Weise kann individuell ausgewählt werden, welche Mikrokavität gerade der Durchmischung ausgesetzt werden soll.A micro-titer plate can be placed on the Solid layer be put on. Is z. B. only one transducer available, so the micro-titer plate can be moved on the solid layer, around different cavities to sonicate with ultrasound. In this way it can be customized selected what microcavity just to be subjected to mixing.

Zur Durchmischung von Flüssigkeiten in den einzelnen Kavitäten einer Mikro-Titerplatte wird bei einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens z. B. ein Feld von piezoelektrischen Schallwandlern unterhalb der Festkörperschicht eingesetzt, die die gleiche Anordnung haben wie die Kavitäten einer Mikro-Titerplatte. Werden diese Schallwandler individuell angesteuert, können die Flüssigkeiten in den einzelnen Kavitäten unabhängig durchmischt werden. Ein solches Feld piezoelektrischer Schallwandler läßt sich einfach in Automatisierungslösungen integrieren.For mixing liquids in the individual cavities a micro titer plate is in a special embodiment of the method z. B. a Field of piezoelectric transducers below the solid layer used, which have the same arrangement as the cavities of one Microtitre plate. If these sound transducers are controlled individually, can the liquids in the individual cavities independently be mixed. Such a field of piezoelectric transducers let yourself simply in automation solutions integrate.

Bei einer anderen vorteilhaften Verfahrensführung wird mit Hilfe einer Ultraschallwellenerzeugungseinrichtung Ultraschall derart in die Festkörperschicht eingekoppelt, daß Ultraschalleistung zumindest an zwei Auskoppelpunkten aus der Festkörperschicht in eine entsprechende Anzahl von Mikrokavitäten einkoppelbar ist. Dies kann z. B. durch eine Ultraschallwellenerzeugungseinrichtung erreicht werden, die bidirektional abstrahlt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Ultraschallwelle mit Hilfe einer Oberflächenwellenerzeugungseinrichtung, vorzugsweise eines Interdigitaltransducers, auf einem piezoelektrischen Kristall erzeugt, der auf einem piezoelektrischen Kristall aufgebracht ist.Another advantageous procedure is with the help of an ultrasonic wave generating device ultrasound such in the solid layer coupled that ultrasonic power at least at two decoupling points from the solid layer into a corresponding one Number of micro cavities can be coupled. This can e.g. B. by an ultrasonic wave generating device can be achieved, which radiates bidirectionally. In one embodiment the invention, the ultrasonic wave is generated with the aid of a surface wave generating device, preferably an interdigital transducer, on a piezoelectric Crystal generated that applied to a piezoelectric crystal is.

Der den Interdigitaltransducer tragende piezoelektrische Kristall kann auf die Festkörperschicht geklebt, gepreßt, gebondet oder über ein Koppelmedium (z. B. elektrostatisch oder über einen Gelfilm) an die Festkörperschicht geklebt, gepreßt oder gebondet sein.The one carrying the interdigital transducer Piezoelectric crystal can be glued, pressed, bonded onto the solid layer or about a coupling medium (e.g. electrostatically or via a gel film) to the solid layer glued, pressed or be bonded.

Derartige Interdigitaltransducer sind kammartig ausgebildete metallische Elektroden, deren doppelter Fingerabstand die Wellenlänge der Oberflächenschallwelle definiert und die durch optische Fotolithographieverfahren z. B. im Bereich um die 10 μm Fingerabstand hergestellt werden können. Solche Interdigitaltransducer werden z. B. auf piezoelektrischen Kristallen vorgesehen, um darauf Oberflächenschallwellen in an sich bekannter Weise anzuregen.Such interdigital transducers are comb-shaped metallic electrodes, the double of which Finger distance the wavelength the surface sound wave defined and by optical photolithography z. B. in the range around 10 μm Finger distance can be established. Such interdigital transducers z. B. provided on piezoelectric crystals to surface acoustic waves thereon to stimulate in a manner known per se.

Mit Hilfe eines solchen Interdigitaltransducers können auf unterschiedliche Weise Volumenschallwellen in der Festkörperschicht erzeugt werden, die dieses schräg durchsetzen. Der Interdigitaltransducer erzeugt eine bidirektional abstrahlende Grenzflächenwelle (LSAW) an der Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Kristall und der Festkörperschicht, auf der er aufgebracht ist. Diese Grenzflächen-Leckwelle strahlt Energie als Volumenschallwellen (BAW) in die Festkörperschicht ab. Dadurch nimmt die Amplitude der LSAW exponentiell ab, wobei typische Abklinglängen etwa 100 μm sind. Der Abstrahlwinkel α der Volumenschallwellen in die Festkörperschicht gemessen gegen die Normale der Festkörperschicht ergibt sich aus dem Arcussinus des Verhältnisses der Schallgeschwindigkeit VS der Volumenschallwelle in der Festkörperschicht und der Schallwelle VSAW der mit dem Interdigitaltransducer erzeugten Grenzflächenschallwelle (α = arcsin (VS/VLSAW). Eine Abstrahlung in die Festkörperschicht ist daher nur möglich, wenn die Schallgeschwindigkeit in der Festkörperschicht kleiner ist als die Schallgeschwindigkeit der Grenzflächen-Leckwelle. In der Regel werden daher in der Festkörperschicht transversale Wellen angeregt, da die longitudinale Schallgeschwindigkeit in der Festkörperschicht größer ist als die Geschwindigkeit der Grenzflächen-Leckwelle. Ein typischer Wert für die Grenzflächen-Leckwellengeschwindigkeit ist z. B. 3900 m/s.With the help of such an interdigital transducer, volume sound waves can be generated in the solid layer in different ways, which penetrate it obliquely. The interdigital transducer generates a bidirectionally radiating interfacial wave (LSAW) at the interface between the piezoelectric crystal and the solid layer on which it is applied. This interfacial leakage wave emits energy as solid-borne sound waves (BAW) into the solid layer. As a result, the amplitude of the LSAW decreases exponentially, with typical decay lengths being around 100 μm. The radiation angle α of the volume sound waves into the solid layer measured against the normal of the solid layer results from the arc sine of the ratio of the sound velocity V S of the volume sound wave in the solid layer and the sound wave V SAW of the interface sound wave generated with the interdigital transducer (α = arcsine (V S / V LSAW ). Radiation into the solid layer is therefore only possible if the speed of sound in the solid layer is lower than the speed of sound of the interface leakage wave. As a rule, transverse waves are therefore excited in the solid-state layer, since the longitudinal sound velocity in the solid-state layer is greater than the speed of the interface leakage wave. A typical value for the interfacial leaky wave speed is e.g. B. 3900 m / s.

Die piezoelektrisch hervorgerufenen Deformationen in dem piezoelektrischen Kristall unterhalb der kammartig ineinander greifenden Interdigitaltransducerfinger strahlen Volumenschallwellen (BAW) auch direkt in die Festkörperschicht ab. In diesem Fall ergibt sich ein Abstrahlwinkel α gemessen gegen die Normale der Festkörperschicht als Arcussinus des Verhältnisses einerseites der Schallgeschwindigkeit in der Festkörperschicht VS und andererseits dem Produkt aus der Periode des Interdigitaltransducers IIDT und der angelegten Hochfrequenz f (α = arcsin (VS/(IIDT·f)). Für diesen Schalleinkoppelungsmechanismus kann der Einstrahlwinkel gegenüber der Normalen der Festkörperschicht, der Levitationswinkel, also durch die Frequenz vorgegeben werden. Beide Effekte können nebeneinander auftreten.The piezoelectrically induced deformations in the piezoelectric crystal below the interdigital transducer fingers which intermesh like a comb radiate volume sound waves (BAW) directly into the solid layer. In this case there is a radiation angle α measured against the normal of the solid layer as the arc sine of the ratio on the one hand of the speed of sound in the solid layer V S and on the other hand the product of the period of the interdigital transducer I IDT and the applied high frequency f (α = arcsin (V S / (I IDT · f)) For this sound coupling mechanism, the angle of incidence in relation to the normal of the solid layer, the levitation angle, that is to say by the frequency, can be specified. Both effects can occur side by side.

Beide Mechanismen (LSAW, BAW) ermöglichen die schräge Durchstrahlung der Festkörperschicht. Die gesamte elektrische Kontaktierung des Interdigitaltransducers kann auf der der Mikrokavität bzw. der Flüssigkeit abgewandten Seite der Festkörperschicht stattfinden.Both mechanisms (LSAW, BAW) enable the slope Radiation through the solid layer. The entire electrical contact of the interdigital transducer can on the microcavity or the liquid opposite side of the solid layer occur.

Bei einer einfach zu realisierenden Ausführungsform befindet sich der Interdigitaltransducer auf dem piezoelektrischen Element an einer der Mikrokavität abgewandten Seite der Festkörperschicht. Aufgrund der beschriebenen schrägen Einkopplung der Ultraschallwelle in die Festkörperschicht sind auch Geometrien möglich, bei denen der Interdigitaltransducer mit dem piezoelektrischen Element an einer Stirnfläche der Festkörperschicht angeordnet ist.With an easy to implement embodiment the interdigital transducer is located on the piezoelectric Element on one of the microcavity opposite side of the solid layer. Because of the slant described Coupling of the ultrasound wave into the solid layer are also geometries possible, where the interdigital transducer with the piezoelectric element on an end face the solid layer is arranged.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Material der zu durchschallenden Festkörperschicht bezüglich der akustischen Dämpfung bei den verwendeten Frequenzen und den Reflexionseigenschaften der Grenzflächen derart ausgewählt wird, daß eine Teilreflexion einer schräg eingekoppelten Ultraschallwelle erfolgt. Zum Beispiel kann ein Ausgleichsmedium zwischen Mikro-Titerplatte und Festkörperschicht vorgesehen sein, so daß sich eine Grenzfläche zwischen Ausgleichsmedium und zu durchschallender Festkörperschicht einstellt, bei der sich ein Reflexionskoeffizient von z. B. 80% bis 90% für eine Ultraschallwelle der verwendeten Frequenz einstellt, so daß 10% bis 20% der in der Festkörperschicht laufenden Ultraschallwelle ausgekoppelt werden und der Rest reflektiert wird. Zwischen Festkörperschicht und Luft an der anderen Begrenzungsfläche der Festkörperschicht findet in der Regel eine nahezu 100%ige Reflexion statt. Bei einer anderen Ausgestaltung, bei der der Boden der Mikro-Titerplatte selbst als zu durchschallende Festkörperschicht eingesetzt wird, wird aus dem als Festkörperschicht dienenden Boden der Mikro-Titerplatte in die Flüssigkeit in der jeweiligen Mikrokavität 10% bis 20% der Ultraschalleistung ausgekoppelt und der Rest im Boden der Mikro-Titerplatte reflektiert.It is particularly advantageous if the material of the solid layer to be passed through with respect to the acoustic damping at the frequencies used and the reflective properties of the interfaces so selected is that a partial reflection one at an angle coupled ultrasonic wave takes place. For example, a compensating medium be provided between the micro-titer plate and the solid layer, so that an interface between compensating medium and solid layer to be exposed sets in which a reflection coefficient of z. B. 80% up to 90% for sets an ultrasonic wave of the frequency used, so that 10% to 20% of that in the solid layer current ultrasonic wave are coupled out and the rest is reflected becomes. Between solid layer and Air at the other boundary surface of the solid layer there is usually almost 100% reflection. At a another embodiment, in which the bottom of the micro-titer plate itself as a solid-state layer to be passed through is used, is from the soil serving as a solid layer the micro-titer plate into the liquid in the respective microcavity 10% to 20% of the ultrasound output is decoupled and the rest in Bottom of the micro-titer plate is reflected.

Durch die Reflexion an den Grenzflächen wird die Ultraschallwelle wie in einem Wellenleiter durch die Festkörperschicht geführt. Dort wo die Ultraschallwelle auf die Grenzfläche zwischen Festkörperschicht und Ausgleichsmedium bzw. Festkörperschicht und Flüssigkeit in einer der Mikrokavitäten trifft, wird ein Teil der Ultraschalleistung ausgekoppelt. Durch geeignete Auswahl der Geometrien, z. B. der Dicke der Festkörperschicht bzw. des Bodens der Mikro-Titerplatte, lassen sich die auf diese Weise definierten Auskopplungsorte der Ultraschalleistung örtlich genau festlegen. Bei einer derartigen Verfahrensführung können also z. B. mehrere Mikrokavitäten einer Mikro-Titerplatte gleichzeitig mit Ultraschalleistung beschallt werden, ohne daß eine große Anzahl von Schallwandlern notwendig wäre. Probleme, die z. B. mit der Verdrahtung einer Vielzahl von Schallwandlern auftreten könnten, werden auf diese Weise vermieden.Due to the reflection at the interfaces the ultrasonic wave through the solid layer like in a waveguide guided. Where the ultrasonic wave hits the interface between the solid layer and compensating medium or solid layer and liquid in one of the micro cavities, part of the ultrasonic power is extracted. By suitable Choice of geometries, e.g. B. the thickness of the solid layer or the bottom of the micro-titer plate, can be on this Way defined decoupling locations of ultrasound power locally establish. With such a procedure, z. B. several microcavities one Micro-titer plate sonicated at the same time with ultrasonic power be without a size Number of transducers would be necessary. Problems such. B. with wiring of a variety of transducers could occur avoided in this way.

Als vorteilhaft hat sich z. B. aufgrund geringer Dämpfung die Verwendung von Quarzglas als Festkörperschicht bei einer Frequenz von 10 MHz bis 250 MHz erwiesen. Während an der Grenzfläche Festkörperschicht/Luft in einem solchen Fall nahezu 100% reflektiert werden, wird an der Grenzfläche Festkörperschicht/Flüssigkeit (also z. B. Ausgleichsmedium bzw. die Flüssigkeit in der Mikrokavität) ein gewisser Prozentsatz der Schallenergie in die jeweilige Flüssigkeit ausgekoppelt.Has been advantageous for. B. due low damping the use of quartz glass as a solid layer at one frequency proven from 10 MHz to 250 MHz. While at the solid / air interface in such a case almost 100% will be reflected on the Solid layer / liquid interface (So e.g. compensation medium or the liquid in the microcavity) a certain Percentage of sound energy in the respective liquid decoupled.

Verwendung von Interdigitaltransducern mit nicht konstantem Fingerabstand („getaperte Interdigitaltransducer"), wie sie für eine andere Anwendung z. B. in WO 01/20781 A1 beschrieben sind, ermöglichen die Auswahl des Abstrahlungsortes des Interdigitaltransducers mit Hilfe der angelegten Frequenz. Auf diese Weise kann genau festgelegt werden, an welcher Stelle die Ultraschallwelle aus der Festkörperschicht austritt. Bei Verwendung eines getaperten Interdigitaltransducers, der zusätzlich nicht gerade ausgebildete Fingerelektroden aufweist, insbesondere z. B. bogenförmig ineinander greifende Fingerelektroden, läßt sich der Azimuthalwinkel θ durch Variation der Betriebsfrequenz steuern. Andererseits läßt sich der Levitationswinkel α mit der Frequenz durch die direkte BAW-Erzeugung am Interdigitaltransducer verändern.Use of interdigital transducers with non-constant finger spacing ("tapered interdigital transducers"), as they are for another Application z. B. are described in WO 01/20781 A1, enable the selection of the radiation location of the interdigital transducer with Help of the applied frequency. This way it can be set precisely at which point the ultrasonic wave from the solid layer exit. When using a tapered interdigital transducer, the additional has finger electrodes which are not currently formed, in particular z. B. arcuate interlocking finger electrodes, the azimuth angle θ can be varied control the operating frequency. On the other hand, the levitation angle .alpha Frequency through direct BAW generation on the interdigital transducer change.

Mit Hilfe der beschriebenen Einstellung der Abstrahlrichtung durch Auswahl der Frequenz ggf. durch Einsatz entsprechend ausgeformter Interdigitaltransducer können sehr präzise z. B. einzelne Mikrokavitäten einer Mikro-Titerplatte zur Durchmischung ausgewählt werden. Durch zeitliche Variation der Betriebsfrequenz kann ein zeitlicher Verlauf des Mischortes vorgegeben werden.With the help of the described setting of the radiation direction by selecting the frequency, if necessary by using appropriately shaped interdigital transducers, very precise z. B. individual microcavities of a micro titer plate can be selected for thorough mixing. Through temporal variation a time course of the mixing location can be specified for the operating frequency.

Auf dem piezoelektrischen Element befinden sich z. B. ein oder mehrere Interdigitaltransducer zur Erzeugung der Ultraschallwellen, die entweder getrennt kontaktiert werden oder gemeinsam in Reihe oder parallel zueinander kontaktiert sind. Zum Beispiel bei unterschiedlichem Fingerelektrodenabstand lassen diese sich über die Wahl der Frequenz getrennt ansteuern und bieten so ebenfalls die Möglichkeit der Auswahl bestimmter Bereiche.On the piezoelectric element are z. B. one or more interdigital transducers for generation the ultrasonic waves, which are either contacted separately or are contacted together in series or parallel to each other. For example, leave them with different finger electrode spacing this over itself control the choice of frequency separately and thus also offer the possibility the selection of certain areas.

Um zu verhindern, daß Reflexionen an unerwünschten Orten der Festkörperschicht in unkontrollierter Weise erfolgen (also z. B. an Stirnflächen), kann durch geeignete Auswahl einer diffus streuenden Fläche der Festkörperschicht die Ultraschallwelle diffus gestreut werden. Dazu wird die entsprechende Fläche z. B. aufgerauht. Gezielt kann eine solche aufgerauhte Oberfläche auch eingesetzt werden, um die Ultraschallwelle gezielt aufzuweiten, um eine größere Fläche beschallen zu können.To prevent reflections of unwanted Locating the solid layer can take place in an uncontrolled manner (e.g. on end faces) through suitable selection of a diffusely scattering surface of the Solid layer the ultrasonic wave is diffusely scattered. To do this, the corresponding area z. B. roughened. Such a roughened surface can also be targeted be used to specifically expand the ultrasonic wave, sonicate a larger area to be able to.

Geeignet winkelig angeordnete seitliche Stirnflächen der Festkörperschicht können zur gezielten Reflexion eingesetzt werden und den Schallstrahl definiert lenken.Suitable angled side faces of the Solid layer can used for targeted reflection and defines the sound beam to steer.

Besonders bezüglich Herstellungskosten und Geometrie bei gleichzeitig wohl definierter Durchstrahlungsrichtung in der Festkörperschicht kann sich bei einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch der Einsatz eines piezoelektrischen Volumenschwingers, z. B. eines piezoelektrischen Dickenschwingers, als vorteilhaft erweisen.Especially regarding manufacturing costs and Geometry with well-defined radiation direction in the solid layer another embodiment of the method according to the invention also the use of a piezoelectric volume transducer, e.g. B. a piezoelectric thickness transducer, prove to be advantageous.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein Substrat auf, auf dessen einer Hauptfläche zumindest ein piezoelektrischer Schallwander angeordnet ist, der zur Erzeugung einer Ultraschallwelle einer Frequenz größer oder gleich 10 MHz elektrisch angeregt werden kann, wobei die Dicke des Substrates in Schallausbreitungsrichtung größer als ¼ der Ultraschallwellenlänge ist. Das Substrat kann dabei gesondert ausgebildet sein oder z. B. durch den Boden einer Mikro-Titerplatte oder einer Mikrokavität gebildet sein.A device according to the invention to carry out of the method according to the invention a substrate, on the one main surface of which at least one piezoelectric Sonic migrator is arranged to generate an ultrasonic wave Frequency greater or equal to 10 MHz can be excited electrically, the thickness of the Substrate in the direction of sound propagation is greater than ¼ of the ultrasonic wavelength. The substrate can be formed separately or z. B. by the bottom of a micro-titer plate or a micro-cavity his.

Das Substrat kann z. B. auch ein Glasslide umfassen, auf dem eine Klebefolie mit vorzugsweise periodisch angeordneten Löchern befestigt ist, um auf diese Weise eine Anordnung von Mikrokavitäten zu erhalten. Ein solches Glasslide mit einer aufgeklebten gelochten Klebefolie kann eingesetzt werden wie eine Mikro-Titerplatte.The substrate can e.g. B. also a Glasslide cover, on which an adhesive film with preferably periodically arranged holes is attached in order to obtain an arrangement of microcavities in this way. Such a glass slide with a glued perforated adhesive film can be used like a micro titer plate.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Vielzahl von piezoelektrischen Schallwandlern im Rastermaß einer Mikro-Titerplatte verwendet werden, um die Mikrokavitäten einer Mikro-Titerplatte parallel mit Ultraschall zu beschallen.It is particularly advantageous if a variety of piezoelectric transducers in a pitch Micro-titer plates are used to measure the microcavities Sonicate micro-titer plate in parallel with ultrasound.

Um einzelne Schallwandler individuell ansteuern zu können, ist vorteilhafterweise eine Schalteinrichtung vorgesehen, die elektrische Hochfrequenzleistung an individuelle Schallwandler anlegt.To individual transducers individually to be able to control a switching device is advantageously provided, the electrical High frequency power applied to individual sound transducers.

Vorteile anderer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung der unterschiedlichen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den für entsprechende Verfahrensausgestaltungen beschriebenen Vorteilen und Eigenschaften.Advantages of other embodiments the device according to the invention to carry out the different configurations of the method according to the invention result from the for corresponding process configurations advantages described and properties.

Im folgenden werden besondere Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beiliegenden Figuren im Detail erläutert. Die Figuren sind dabei nur schematischer Natur und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Dabei zeigtThe following are special designs of the method according to the invention or the device according to the invention explained in detail with reference to the accompanying figures. The figures are there only schematic and not necessarily to scale. It shows

1: den Ausschnitt eines Querschnittes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 the detail of a cross section of a device according to the invention while carrying out a method according to the invention,

2: den Ausschnitt eines Querschnittes einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 FIG. 2: a section of a cross section of another embodiment of the device according to the invention for carrying out an embodiment of the method according to the invention,

3: den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 the cross section of a further embodiment of the device according to the invention for carrying out an embodiment of the method according to the invention,

4a: die Draufsicht auf eine Mikro-Titerplatte zur Verwendung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 4a the top view of a micro-titer plate for use with a device according to the invention for carrying out an embodiment of the method according to the invention,

4b: die Anordnung eines Feldes piezoelektrischer Volumenschwinger gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 4b the arrangement of a field of piezoelectric volume oscillators according to an embodiment of the device according to the invention for carrying out an embodiment of the method according to the invention,

5: die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel einer einzelnen Mikrokavität, 5 the mode of operation of a device according to the invention or a method according to the invention using the example of a single microcavity,

6: eine erläuternde Skizze zur Wirkungsweise eines piezoelektrischen Dickenschwingers, wie er mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, 6 1: an explanatory sketch of the mode of operation of a piezoelectric thickness transducer, as can be used with the method according to the invention,

7a: eine Schnittansicht durch eine Einrichtung zur Definition von einer periodischen Anordnung von Mikrokavitäten, 7a 1 shows a sectional view through a device for defining a periodic arrangement of microcavities,

7b: eine Draufsicht auf die Einrichtung der 7a, 7b : a top view of the facility of the 7a .

8a: eine Querschnittsansicht auf eine weitere Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 8a 1 shows a cross-sectional view of a further arrangement for carrying out a method according to the invention,

8b: eine Querschnittsansicht auf eine Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erläuterung einer besonderen Betriebsweise, 8b 1 shows a cross-sectional view of an arrangement for carrying out a method according to the invention for explaining a special mode of operation,

9: eine Querschnittsansicht auf eine alternative Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 9 1 shows a cross-sectional view of an alternative arrangement for carrying out a method according to the invention,

10a: eine Draufsicht auf einen Querschnitt einer Anordnung zur Durchführung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 10a : a top view of a cross Section of an arrangement for carrying out an embodiment of the method according to the invention,

10b: eine Draufsicht auf einen Querschnitt einer weiteren Anordnung zur Durchführung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 10b a plan view of a cross section of a further arrangement for carrying out an embodiment of the method according to the invention,

11: eine seitliche Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 11 FIG. 2 shows a side cross-sectional view of an apparatus for carrying out a method according to the invention,

12: eine seitliche Querschnittsansicht einer weiteren Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 12 FIG. 2 shows a lateral cross-sectional view of a further device for carrying out a method according to the invention,

13: eine Draufsicht auf einen Querschnitt einer weiteren Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 13 1 shows a plan view of a cross section of a further arrangement for carrying out a method according to the invention,

14: eine seitliche Teilschnittansicht durch eine Anordnung zur Durchführung einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 14 FIG. 2 shows a partial side sectional view through an arrangement for carrying out a further embodiment of the method according to the invention,

15: eine seitliche Teilschnittansicht durch eine Anordnung zur Durchführung einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 15 FIG. 2 shows a partial side sectional view through an arrangement for carrying out a further embodiment of the method according to the invention,

16: eine Draufsicht auf einen Querschnitt einer Anordnung zur Durchführung einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 16 a plan view of a cross section of an arrangement for carrying out a further embodiment of the method according to the invention,

17a–c: Teilschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der elektrischen Kontaktierung einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 17a-c : Partial sectional views of different configurations of the electrical contacting of a device for performing a method according to the invention.

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung im Querschnitt. 1 zeigt einen piezoelektrischen Dickenschwinger, dessen Funktionsweise mit Bezug zu 6 erläutert werden wird. 9 bezeichnet den schematischen Querschnitt durch eine Mikro-Titerplatte im Bereich der Kavitäten 3. Gezeigt sind drei Kavitäten, Mikro-Titerplatten weisen aber in der Regel 96, 384 oder 1536 Kavitäten in rechteckiger Anordnung auf. Der Durchmesser D einer einzelnen Kavität 3 ist größer als der Durchmesser d des piezoelektrischen Dickenschwingers 1. Zum Beispiel ist der Durchmesser D einer 96er Mikro-Titerplatte 6 mm und der Dickenschwinger hat einen Durchmesser von 3 mm. In den Mikrokavitäten 3 der Mikro-Titerplatte 9 befindet sich Flüssigkeit 5. Gezeigt ist die Flüssigkeit mit aufgrund der Oberflächenspannung nach oben gewölbter Oberfläche. F bezeichnet den mittleren Füllstand in einer einzelnen Mikrokavität. Zwischen dem Dickenschwinger und den Mikrokavitäten befindet sich Festkörpermaterial 15, z. B. gebildet aus Kunststoff, Metall oder Glas zum Schutz des Dickenschwingers bzw. der Kontakte. 19 bezeichnet eine flächige Elektrode unterhalb des Substrates 15. Diese Elektrode bildet einen elektrischen Anschluß für den piezoelektrischen Dickenschwinger 1. 1 schematically shows an arrangement according to the invention in cross section. 1 shows a piezoelectric thickness transducer, its operation with reference to 6 will be explained. 9 denotes the schematic cross section through a micro-titer plate in the area of the cavities 3 , Three cavities are shown, but micro-titer plates generally have 96, 384 or 1536 cavities in a rectangular arrangement. The diameter D of a single cavity 3 is larger than the diameter d of the piezoelectric thickness transducer 1 , For example, the diameter D of a 96-well micro-titer plate is 6 mm and the thickness transducer has a diameter of 3 mm. In the micro cavities 3 the micro-titer plate 9 there is liquid 5 , The liquid is shown with the surface curved upwards due to the surface tension. F denotes the average fill level in a single microcavity. Solid material is located between the thickness transducer and the microcavities 15 , e.g. B. made of plastic, metal or glass to protect the thickness transducer or the contacts. 19 denotes a flat electrode below the substrate 15 , This electrode forms an electrical connection for the piezoelectric thickness transducer 1 ,

Die andere Elektrode des Dickenschwingers ist mit 21 bezeichnet. Die Elektroden 19, 21 sind über elektrische Verbindungen 23, 25 mit dem Hochfrequenzgenerator 17 verbunden. Auf den Hauptflächen des Substrates 15 befindet sich ein optional vorhandenes Koppelmedium 11, 13, z. B. Wasser, Öl, Glyzerin, Silikon, Epoxidharz oder ein Gelfilm, um Unebenheiten der einzelnen Schichten auszugleichen und eine optimale Schallankopplung zu gewährleisten.The other electrode of the thickness transducer is with 21 designated. The electrodes 19 . 21 are about electrical connections 23 . 25 with the high frequency generator 17 connected. On the main surfaces of the substrate 15 there is an optionally available coupling medium 11 . 13 , e.g. B. water, oil, glycerin, silicone, epoxy resin or a gel film to compensate for unevenness in the individual layers and to ensure optimal sound coupling.

Gezeigt ist ein Zustand, in dem der Dickenschwinger 1 eine Ultraschallwelle in Richtung der mittleren gezeigten Kavität abstrahlt, wodurch eine Bewegung in der Flüssigkeit 7 erzeugt wird.A condition is shown in which the thickness transducer 1 emits an ultrasonic wave towards the center cavity shown, causing movement in the liquid 7 is produced.

2 zeigt eine andere Ausführungsform. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Individuelle Dickenschwinger für die einzelnen Mikrokavitäten der Mikro-Titerplatte 9 sind vorgesehen. Mit Hilfe einer Schalteinrichtung 26 kann das Hochfrequenzsignal des Hochfrequenzgenerators 17 an die unterschiedlichen Dickenschwinger 1 angelegt werden. 31 bezeichnet schematisch ein optionales schallabsorbierendes Medium, das ein Übersprechen verhindert. Dieses schallabsorbierende Medium kann eine Strukturierung sein oder ein entsprechend ausgewählter Kunststoff. 2 shows another embodiment. The same elements are designated with the same reference numbers. Individual thickness transducers for the individual microcavities of the micro titer plate 9 are provided. With the help of a switching device 26 can the high frequency signal of the high frequency generator 17 to the different thickness transducers 1 be created. 31 schematically denotes an optional sound absorbing medium that prevents crosstalk. This sound-absorbing medium can be a structuring or a correspondingly selected plastic.

3 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein oder mehrere Schallwandler 33 verwendet werden, die über Wellenleiter 35 mit den Böden diverser Kavitäten verbunden sind. Diese Wellenleiter bestehen vorzugsweise aus einem Material mit ähnlichen akustischen Eigenschaften wie der Dickenschwinger selbst, um die Einkopplung zu optimieren, also z. B. Metallstäben. 3 shows an embodiment in which one or more transducers 33 be used over waveguide 35 are connected to the bottoms of various cavities. These waveguides are preferably made of a material with similar acoustic properties as the thickness transducer itself in order to optimize the coupling. B. metal rods.

4 zeigt die Anordnung in einem Raster. 4a zeigt dabei die Draufsicht auf eine Mikro-Titerplatte mit 96 Kavitäten. 4b zeigt die Draufsicht auf die Anordnung einzelner piezoelektrischer Dickenschwinger 27 auf einem Substrat 29. Das Rastermaß der Mikro-Titerplatte R wird dabei auch für den Abstand der piezoelektrischen Dickenschwinger 27 eingehalten. Alternativ kann der Dickenschwinger vollflächig auf dem Substrat 29 aufgebracht sein und nur die Elektrodenanordnung dem Muster der Mikro-Titerplatte entsprechen. 4 shows the arrangement in a grid. 4a shows the top view of a micro-titer plate with 96 Cavities. 4b shows the top view of the arrangement of individual piezoelectric thickness transducers 27 on a substrate 29 , The pitch of the micro-titer plate R is also for the distance between the piezoelectric thickness transducers 27 respected. Alternatively, the thickness transducer can cover the entire surface of the substrate 29 be applied and only the electrode arrangement correspond to the pattern of the micro-titer plate.

5 zeigt im Detail den Querschnitt durch eine einzelne Mikrokavität zur Erläuterung. Dabei zeigt 2 die Ultraschallwelle, die von dem Dickenschwinger abgestrahlt wird. 6 bezeichnet den Meniskus ohne eingestrahlte Ultraschallwelle und 4 den Meniskus während der Einstrahlung. Die Dicke des Substrates 15 einschließlich der möglichen Koppelmedien 11, 13 ist größer als ¼ der Wellenlänge der Ultraschall welle in dem Substrat, die typischerweise im Bereich einiger 100 μm ist. Als Materialien für das Substrat kommen z. B. Metall, wie Aluminium, Glas oder Kunststoff in Frage. Mit „Dicke" ist die Dicke des Substrates 15 in Schallausbreitungsrichtung gemeint. In einem Substrat aus Aluminium beträgt die Wellenlänge einer 20 MHz-Schallwelle z. B. 315 μm, in Glas 275 μm und in Plastik 125 μm. 5 shows in detail the cross section through a single micro-cavity for explanation. It shows 2 the ultrasonic wave emitted by the thickness transducer. 6 denotes the meniscus without ultrasound wave and 4 the meniscus during the irradiation. The thickness of the substrate 15 including the possible coupling media 11 . 13 is greater than ¼ of the wavelength of the ultrasonic wave in the substrate, which is typically in the range of a few 100 microns. As materials for the substrate come z. B. metal, such as aluminum, glass or plastic in question. "Thickness" is the thickness of the substrate 15 meant in the direction of sound propagation. In a substrate made of aluminum, the wavelength of a 20 MHz sound wave is z. B. 315 μm, in glass 275 μm and in plastic 125 μm.

6 erläutert das Prinzip des piezoelektrischen Dickenschwingers 1. Bei Anlegen eines Hochfrequenzfeldes mit Hilfe des Hochfrequenzgenerators 17 an die Elektroden 19, 21 des Dickenschwingers wird eine Ultraschallwelle senkrecht zur Flächenausdehnung des Dickenschwingers erzeugt. Die Schwingungsrichtung ist mit 37 bezeichnet. Bei einer Dicke des Dickenschwingers von z. B. 200 μm ergibt sich eine Wellenlänge von 400 μm, wenn die Grundschwingung angeregt wird. Als Materialien kommen piezoelektrische Einkristalle, z. B. Quarz, Lithiumniobat oder Lithiumtantalat in Frage. Andere Schwinger weisen piezoelektrische Schichten, z. B. Cadmiumsulfid oder Zinksulfid oder piezoelektrische Keramiken, z. B. Blei-Zirkonat-Titanat, Bariumtitanat oder jeweils mit Beimengungen zur Optimierung der Schallgeschwindigkeit an dem Festkörper auf. Ebenso sind piezoelektrische Polymere (z. B. Polyvinylidendifluorid) oder komposite Materialien möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Material des Festkörpers 15 bzw. der Mikro-Titerplatte 9 akustisch an den Schallwandler angepaßt ist, also ähnliche Schallgeschwindigkeit und Dichte bzw. ein ähnliches Produkt aus beiden Größen aufweist. 6 explains the principle of the piezoelectric thickness transducer 1 , When creating a high frequency field using the high frequency genera tors 17 to the electrodes 19 . 21 of the thickness transducer, an ultrasonic wave is generated perpendicular to the surface area of the thickness transducer. The direction of vibration is with 37 designated. With a thickness of the thickness transducer of z. B. 200 microns results in a wavelength of 400 microns when the fundamental vibration is excited. Piezoelectric single crystals, e.g. B. quartz, lithium niobate or lithium tantalate in question. Other transducers have piezoelectric layers, e.g. As cadmium sulfide or zinc sulfide or piezoelectric ceramics, for. B. lead zirconate titanate, barium titanate or with admixtures to optimize the speed of sound on the solid. Piezoelectric polymers (e.g. polyvinylidene difluoride) or composite materials are also possible. It when the material of the solid is particularly advantageous 15 or the micro-titer plate 9 is acoustically adapted to the sound transducer, ie has a similar sound velocity and density or a similar product of both sizes.

7 zeigt eine Einrichtung, die wie eine einstückige Mikro-Titerplatte eingesetzt werden kann. Auf ein Glasslide (z. B. ein Objektträger) 109 ist eine gelochte Klebefolie 110 aufgebracht. 7b zeigt eine Draufsicht, in der die Schnittrichtung A-A' des in 7a gezeigten Schnittes angedeutet ist. Das Rastermaß R der Löcher entspricht z. B. dem Rastermaß einer herkömmlichen Mikro-Titerplatte. Die periodisch angeordneten Löcher 3 definieren Mikrokavitäten, wie sie auch in einer Mikro-Titerplatte vorhanden sind. Ein Device der 7 kann eingesetzt werden wie eine Mikro-Titerplatte und für die Zwecke des vorliegenden Textes soll der Begriff „Mikro-Titerplatte" auch eine entsprechende Anordnung umfassen. 7 shows a device that can be used like a one-piece micro-titer plate. On a glass slide (e.g. a slide) 109 is a perforated adhesive film 110 applied. 7b shows a plan view in which the cutting direction AA 'of the in 7a shown cut is indicated. The pitch R of the holes corresponds to z. B. the pitch of a conventional micro-titer plate. The periodically arranged holes 3 define microcavities as they are in a micro titer plate. A device of 7 can be used like a micro-titer plate and for the purposes of the present text the term “micro-titer plate” is also intended to encompass a corresponding arrangement.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen wie folgt durchgeführt werden.The inventive method can with the above described inventive devices performed as follows become.

Auf das Substrat 15 wird die Mikro-Titerplatte 9 aufgesetzt. Zum optimalen Ausgleich von Unebenheiten kann ein Ausgleichsmedium 11, z. B. Wasser, dazwischen angeordnet werden. Die Mikro-Titerplatte 9 wird dabei derart platziert, daß sie mit einer Kavität 3 oberhalb des piezoelektrischen Dickenschwingers 1 angeordnet ist (1). Die Flüssigkeit 5 wird in die Mikrokavitäten 3 eingebracht, wobei darauf geachtet wird, daß der Füllstand F ausreichend hoch ist, um größer zu sein als die Wellenlänge des mit dem Dickenschwinger erzeugbaren Ultraschalles. Anlegen von Hochfrequenz an die Elektroden 19, 21 des Dickenschwingers 1 mit Hilfe des Hochfrequenzgenerators 17 erzeugt bei einer bestimmten, von der Dicke und Geometrie des Dickenschwingers und der Festkörperschicht abhängigen Frequenz, der Resonanzfrequenz, eine Ultraschallwelle senkrecht zum Dickenschwinger 1, die sich in Richtung der mittleren gezeigten Kavität 3 ausbreitet und eine Durchmischung der darin befindlichen Flüssigkeit 7 bewirkt.On the substrate 15 becomes the micro-titer plate 9 placed. A compensation medium can be used to optimally compensate for unevenness 11 , e.g. B. water, can be arranged in between. The micro titer plate 9 is placed so that it has a cavity 3 above the piezoelectric thickness transducer 1 is arranged ( 1 ). The liquid 5 is in the micro cavities 3 introduced, taking care that the fill level F is sufficiently high to be greater than the wavelength of the ultrasound that can be generated with the thickness transducer. Applying high frequency to the electrodes 19 . 21 of the thickness transducer 1 with the help of the high frequency generator 17 generates an ultrasonic wave perpendicular to the thickness transducer at a specific frequency, the resonance frequency, which is dependent on the thickness and geometry of the thickness transducer and the solid layer 1 , which is shown in the direction of the middle cavity 3 spreads and a mixture of the liquid therein 7 causes.

Der Ultraschallstrahl, dessen laterale Ausdehnung von der Größe des Dickenschwingers 1 ist, trifft von unten auf die Mikrokavität 3 und erzeugt einen Impuls und eine Strömung in der Flüssigkeit nach oben, die zu einer Verformung des Meniskus 4 (siehe 5) führen kann. Seitlich zum nach oben gerichteten Ultraschallstrahl kann die Flüssigkeit wieder nach unten fließen, so daß dadurch eine Durchmischung der Flüssigkeit erreicht wird.The ultrasound beam, the lateral extent of which is the size of the thickness transducer 1 the microcavity from below 3 and creates an impulse and a flow in the liquid upwards, which leads to a deformation of the meniscus 4 (please refer 5 ) can lead. The liquid can flow downward again to the side of the upward directed ultrasound beam, so that thorough mixing of the liquid is achieved.

Nach der Durchmischung der Flüssigkeit in einer Mikrokavität wird die Mikro-Titerplatte ggf. versetzt, um eine andere Mikrokavität dem Ultraschall auszusetzen.After mixing the liquid in a micro cavity becomes the micro-titer plate possibly offset to expose another microcavity to the ultrasound.

Bei einer Ausführungsform der 2 wird die Mikro-Titerplatte 9 ebenfalls auf das Substrat 15 gesetzt. Die Mikrokavität, deren Flüssigkeit durchmischt werden soll, kann mit Hilfe der Schalteinrichtung 26 ausgewählt werden. 4b zeigt die Draufsicht auf eine dazu verwendete Anordnung der piezoelektrischen Dickenschwinger 27.In one embodiment of the 2 becomes the micro-titer plate 9 also on the substrate 15 set. The microcavity, the liquid of which is to be mixed, can be switched on 26 to be selected. 4b shows the top view of an arrangement of the piezoelectric thickness transducers used for this purpose 27 ,

Bei einer Ausführungsform der 3 wird der Ultraschall mit Hilfe des Ultraschallgebers 33 erzeugt und über Wellenleiter 25 unter die Mikrokavitäten geleitet, die dann gleichzeitig mit Ultraschall beschallt werden.In one embodiment of the 3 is the ultrasound with the help of the ultrasound generator 33 generated and over waveguide 25 guided under the microcavities, which are then simultaneously sonicated with ultrasound.

Die Hochfrequenzanregung kann bei allen Ausgestaltungen auch in Form eines intensiven Nadelimpulses geschehen. Dieser enthält ein breites Frequenzspektrum, welches auch die Resonanzfrequenz des Dickenschwingers 1 beinhaltet. Alternativ wird das Hochfrequenzsignal gleich mit der Resonanzfrequenz des Dickenschwingers bzw. einer Harmonischen eingespeist. Der durch möglicherweise vorliegende Fertigungstoleranzen bedingten Exemplarstreuung in der Resonanzfrequenz kann dadurch begegnet werden, daß die Anregungsfrequenz um einen mittleren Frequenzwert statistisch oder periodisch variiert wird. Die Größe der Frequenzmodulation kann dabei so gewählt werden, daß sie der maximalen Abweichung der Resonanzfrequenz entspricht. Typische Resonanzfrequenzen liegen im Bereich von größer oder gleich 10 MHz, typische Variationen der Resonanzfrequenzen im Bereich von einigen 10 bis einigen 100 MHz.The high-frequency excitation can also take the form of an intense needle pulse in all configurations. This contains a wide frequency spectrum, which also includes the resonance frequency of the thickness transducer 1 includes. Alternatively, the high-frequency signal is fed in immediately with the resonance frequency of the thickness transducer or a harmonic. The specimen scatter in the resonance frequency, which may be caused by manufacturing tolerances, can be countered by statistically or periodically varying the excitation frequency by an average frequency value. The size of the frequency modulation can be chosen so that it corresponds to the maximum deviation of the resonance frequency. Typical resonance frequencies are in the range of greater than or equal to 10 MHz, typical variations of the resonance frequencies in the range of a few 10 to a few 100 MHz.

8a zeigt eine Ausgestaltung, bei der ein wie in allen entsprechenden Figuren nur schematisch angedeuteter Interdigitaltransducer 101 zur Erzeugung der Schallwelle eingesetzt wird. 115 bezeichnet das Substrat, z. B. aus Quarzglas. 102 ist ein piezoelektrisches Kristallelement, z. B. aus Lithiumniobat. Auf dem piezoelektrischen Kristallelement 102 und somit zwischen dem piezoelektrischen Kristallelement 102 und dem Substrat 115 befindet sich ein Interdigitaltransducer 101, der z. B. im Vorhinein auf dem piezoelektrischen Kristall 102 aufgebracht wurde. Ein Interdigitaltransducer wird im Regelfall aus kammartig ineinander greifenden metallischen Elektroden gebildet, deren doppelter Fingerabstand die Wellenlänge einer Oberflächenschallwelle definiert, die durch Anlegen eines hochfrequenten Wechselfeldes (im Bereich von z. B. einigen MHz bis einigen 100 MHz) an den Interdigitaltransducer in dem piezoelektrischen Kristall angeregt werden. Für die Zwecke des vorliegenden Textes sollen unter den Begriff „Oberflächenschallwelle" auch Grenzflächenwellen an der Grenzfläche zwischen piezoelektrischem Element 102 und Substrat 115 umfaßt sein. Als Substrat 115 wird ein Material geringer akustischer Dämpfung bei den verwendeten Frequenzen eingesetzt. Zum Beispiel eignet sich Quarzglas für Frequenzen im Bereich von 10 MHz bis 250 MHz. Interdigitaltransducer sind in DE-A-101 17 772 beschrieben und aus der Oberflächenwellenfiltertechnologie bekannt. Zum Anschluß der Elektroden des Interdigitaltransducers 101 dienen metallische Zuleitungen, die in 8a nicht gezeigt werden und unter Bezugnahme auf 17 näher erläutert werden. 8a shows an embodiment in which an interdigital transducer, as indicated only schematically in all corresponding figures 101 is used to generate the sound wave. 115 denotes the substrate, e.g. B. made of quartz glass. 102 is a piezoelectric crystal element, e.g. B. from lithium niobate. On the piezoelectric crystal element 102 and thus between the piezoelectric crystal element 102 and the substrate 115 there is an interdigital transducer 101 , the z. B. in advance on the piezoelectric crystal 102 was applied. An interdigital transducer is usually formed from comb-like interdigitated metallic electrodes, the double finger spacing of which defines the wavelength of a surface sound wave, which is generated by applying a high-frequency alternating field (in the range of e.g. a few MHz to a few 100 MHz) to the interdigital transducer in the piezoelectric crystal. For the purposes of the present text, the term “surface acoustic wave” is also intended to describe interfacial waves at the interface between the piezoelectric element 102 and substrate 115 be included. As a substrate 115 a material with low acoustic damping is used at the frequencies used. For example, quartz glass is suitable for frequencies in the range from 10 MHz to 250 MHz. Interdigital transducers are in DE-A-101 17 772 described and known from surface wave filter technology. For connecting the electrodes of the interdigital transducer 101 are used for metallic feed lines 8a not shown and with reference to 17 are explained in more detail.

Mit Hilfe des bidirektional abstrahlenden Interdigitaltransducers 101 können Ultraschallwellen 104 in der angegebenen Richtung erzeugt werden, die wie oben beschrieben unter einem Winkel α zur Normalen des Substrates 115 als Volumenschallwellen das Substrat 115 durchsetzen. 111 bezeichnet ein optional vorhandenes Koppelmedium zwischen Substrat 115 und der Mikro-Titerplatte 109, wie oben für eine andere Ausführungsform beschrieben. 108 bezeichnen die Bereiche der Grenzfläche zwischen Substrat 115 und Koppelmedium 111, die wesentlich von den Volumenschallwellen 104 getroffen werden. 106 bezeichnet die Reflexionspunkte an der Grenzfläche Substrat 115/Luft. Mit 109 ist eine Mikro-Titerplatte beschrieben, in deren Kavitäten 103 sich die Flüssigkeit 105 befindet.With the help of the bidirectional radiating interdigital transducer 101 can ultrasonic waves 104 are generated in the specified direction, as described above at an angle α to the normal to the substrate 115 the substrate as volume sound waves 115 push through. 111 denotes an optional coupling medium between the substrate 115 and the micro titer plate 109 as described above for another embodiment. 108 denote the areas of the interface between the substrate 115 and coupling medium 111 that are significantly different from the volume sound waves 104 to be hit. 106 denotes the reflection points at the substrate 115 / air interface. With 109 a micro-titer plate is described in its cavities 103 the liquid 105 located.

Mit Hilfe des Interdigitaltransducers 101, an dem in bekannter Weise die Hochfrequenz über die in 8a nicht gezeigten Zuleitungen angelegt wird, werden schräg in das Substrat einlaufende Volumenschallwellen 104 erzeugt. Diese treffen an den Punkten 108 auf die Grenzfläche zwischen Substrat 115 und Koppelmedium 111. Geeignete Auswahl des Substratmaterials 115 bewirkt, daß ein Teil der Ultraschallwelle 104 an den Punkten 108 reflektiert wird und ein anderer Teil ausgekoppelt wird. Dabei werden die Materialien derart ausgewählt, daß an der Grenzfläche zwischen Substrat 115 und Koppelmedium 111 eine teilweise Reflexion stattfindet, an der Grenzfläche zwischen Substrat 115 und Luft, also an den Punkten 106, eine fast vollständige Reflexion einsetzt. Zum Beispiel bei Verwendung von SiO2-Glas ergibt sich ein Reflexionsfaktor an der Grenzfläche zwischen Koppelmedium und Glas von ca. 80% bis 90%, also eine Einkopplung in das Koppelmedium von ca. 10% bis 20%. Unter Annahme eines Reflexionsfaktors von 80% nimmt die Intensität des mehrfach in dem Glassubstrat reflektierten Strahles 104 nach zehn Reflexionen um ca. 10 dB ab. Dabei hat bei einer Substratdicke von 3 mm der Strahl bereits eine laterale Strecke von 250 mm zurückgelegt. Durch geeignete Auswahl der Geometrie, z. B. der Dicke des Substrates, können auf diese Weise die Punkte 108, an denen ein Teil der Ultraschallwelle aus dem Substrat 115 in das Koppelmedium eingekoppelt wird, örtlich genau festgelegt werden und an das Rastermaß der verwendeten Mikro-Titerplatte 109 angepaßt werden.With the help of the interdigital transducer 101 , on which in a known manner the radio frequency over the in 8a leads, not shown, are applied obliquely into the substrate bulk sound waves 104 generated. These hit at the points 108 on the interface between the substrate 115 and coupling medium 111 , Appropriate selection of substrate material 115 causes part of the ultrasonic wave 104 at the points 108 is reflected and another part is coupled out. The materials are selected so that at the interface between the substrate 115 and coupling medium 111 partial reflection takes place at the interface between the substrate 115 and air, so at the points 106 , almost complete reflection sets in. For example, when using SiO 2 glass, there is a reflection factor at the interface between the coupling medium and glass of approximately 80% to 90%, that is to say a coupling into the coupling medium of approximately 10% to 20%. Assuming a reflection factor of 80%, the intensity of the beam reflected multiple times in the glass substrate increases 104 after ten reflections about 10 dB. With a substrate thickness of 3 mm, the beam has already covered a lateral distance of 250 mm. By appropriate selection of the geometry, e.g. B. the thickness of the substrate, the points can in this way 108 , on which part of the ultrasonic wave from the substrate 115 is coupled into the coupling medium, to be precisely determined locally and to the grid dimension of the micro-titer plate used 109 be adjusted.

In einer nicht gezeigten Alternative dient der Boden der Mikro-Titerplatte 109 selbst als Substrat, an dessen Unterseite der piezoelektrische Kristall 102 befestigt oder angedrückt wird. Die Ultraschallwelle 104 wird dann direkt in den Boden der Mikro-Titerplatte eingekoppelt und an der Grenzfläche, die durch den Boden der einzelnen Mikrokavitäten gebildet wird, in die Flüssigkeit ausgekoppelt, wie es für die gezeigte Ausführungsform für die Einkopplung in das Koppelmedium beschrieben ist.In an alternative, not shown, the bottom of the micro-titer plate is used 109 even as a substrate, on the underside of which is the piezoelectric crystal 102 attached or pressed. The ultrasonic wave 104 is then coupled directly into the bottom of the micro-titer plate and out into the liquid at the interface formed by the bottom of the individual microcavities, as described for the embodiment shown for the coupling into the coupling medium.

8b dient der Erläuterung, um zu zeigen, wie mit einer Ausführungsform der 8a durch Auswahl unterschiedlicher Frequenzen unterschiedliche Einkoppelungswinkel eingestellt werden können. Bei direkter Anregung von Volumenmoden (BAW) kann durch Variation der Anregungsfrequenz der Abstrahlwinkel α in das Substrat 115 eingestellt werden. Bei dem Interdigitaltransducer 101 kann es sich dabei um einen einfachen Normalinterdigitaltransducer handeln, wobei sich der Levitationswinkel α nach dem Zusammenhang sinα = VS/(IIDT·f) einstellt, wobei VS die Schallgeschwindigkeit der Ultraschallwelle, f die Frequenz und IIDT die Periodizität der Interdigitaltransducerelektroden ist. Durch Variation der Frequenz läßt sich also der Abstrahlwinkel z. B. von α zu α' verändern. Auf diese Weise können die Auskoppelpunkte 108 z. B. an das Rastermaß einer Mikro-Titerplatte 109 optimal angepaßt werden. 8b is used for explanation to show how with an embodiment of the 8a different coupling angles can be set by selecting different frequencies. In the case of direct excitation of volume modes (BAW), the radiation angle .alpha. Can enter the substrate by varying the excitation frequency 115 can be set. With the interdigital transducer 101 it can be a simple normal interdigital transducer, the levitation angle α being set according to the relationship sinα = V S / (I IDT · f), where V S is the speed of sound of the ultrasonic wave, f the frequency and I IDT is the periodicity of the interdigital transducer electrodes , By varying the frequency, the radiation angle z. B. change from α to α '. In this way, the decoupling points 108 z. B. the grid dimension of a micro-titer plate 109 be optimally adjusted.

9 zeigt eine Variation der B. Gezeigt ist eine seitliche Schnittansicht. Von dem bidirektional abstrahlenden Interdigitaltransducer 101 geht ein Strahl 104L in der 9 nach links und ein Strahl 104R nach rechts schräg in das Substrat 115. An der Kante 112 des Substrates 115 wird der Schallstrahl 104L reflektiert und in Richtung der Grenzfläche zwischen Substrat 115 und Koppelmedium 111 abge lenkt. Durch geeignete Auswahl der Geometrie, z. B. der Dicke des Substrates 115, können so ebenfalls die Auftreffpunkte 108 an das Rastermaß einer Mikro-Titerplatte angepaßt werden. 9 shows a variation of B , A sectional side view is shown. From the bidirectional radiating interdigital transducer 101 a beam goes 104L in the 9 to the left and a ray 104R slanted to the right into the substrate 115 , On the edge 112 of the substrate 115 becomes the sound beam 104L reflected and towards the interface between the substrate 115 and coupling medium 111 distracted. By appropriate selection of the geometry, e.g. B. the thickness of the substrate 115 , can also impact points 108 can be adapted to the grid dimension of a micro-titer plate.

Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform befindet sich der Interdigitaltransducer 101 auf dem piezoelektrischen Element 102 nicht an einer Hauptfläche des Substrates 115, sondern an einer Stirnfläche, z. B. an der Kante 112, wie sie in 9 sichtbar ist. Auf diese Weise lassen sich ebenfalls mit dem bidirektional abstrahlenden Interdigitaltransducer 101 zwei Volumenschallwellen 104 erzeugen, die schräg durch das Substrat 115 hindurchtreten und analog zu der Verfahrensführung, die in 9 gezeigt ist, eingesetzt werden können.In an embodiment not shown, the interdigital transducer is located 101 on the piezoelectric element 102 not on a major surface of the substrate 115 , but on an end face, e.g. B. at the edge 112 as in 9 is visible. In this way, the bidirectional radiating interdigital transducer can also be used 101 two volume sound waves 104 generate that at an angle through the substrate 115 step through and analogous to the procedure that is described in 9 is shown can be used.

Sowohl bei der Ausführungsform der 8 als auch bei der Ausführungsform der 9 können mehrere Interdigitaltransducer auf einem oder mehreren piezoelektrischen Elementen 102 nebeneinander angeordnet sein, um nicht nur eine Reihe von Mikrokavitäten 103 zu beschallen, sondern ein Feld aus nebeneinander liegenden Reihen, wie es einer konventionellen Mikro-Titerplatte entspricht.Both in the embodiment of the 8th as well as in the embodiment of the 9 can have multiple interdigital transducers on one or more piezoelectric elements 102 be arranged side by side in order to not only a series of Mi krokavitäten 103 to sonicate, but a field of adjacent rows, as it corresponds to a conventional micro-titer plate.

10a zeigt eine Draufsicht auf einen Querschnitt einer Anordnung, etwa in Höhe der Oberfläche des Substrates 115, der eine besondere Lenkung des Schallstrahles in dem Substrat 115 ermöglicht. Von dem Interdigitaltransducer 101 gehen in einer Weise, wie sie mit Bezug zu 8 beschrieben ist, Schallstrahlen 104 aus, die an Punkten 108 auf die obere Grenzfläche des Substrates 115 treffen. In der Darstellung der Figur nicht erkennbar wird der Strahl also in Form einer Zickzacklinie analog der Schnittdarstellung in 8a durch das Substrat 115 geführt. Der so geleitete Schallstrahl 104 wird an Grenzflächen 110 des Substrates 115 abgelenkt. Durch geeignete Geometrie der Flächen 110 kann ein gewünschtes Bewegungsmuster des Schallstrahles erzeugt werden. 10a shows a plan view of a cross section of an arrangement, approximately at the level of the surface of the substrate 115 , which has a special direction of the sound beam in the substrate 115 allows. From the interdigital transducer 101 go in a way related to them 8th is described, sound rays 104 from that at points 108 on the upper interface of the substrate 115 to meet. The beam cannot be seen in the representation of the figure in the form of a zigzag line analogous to the sectional representation in FIG 8a through the substrate 115 guided. The guided sound beam 104 becomes at interfaces 110 of the substrate 115 distracted. By suitable geometry of the surfaces 110 a desired movement pattern of the sound beam can be generated.

In 10b ist eine Anordnung gezeigt, mit der erreicht werden kann, daß ein flächiges Substrat 115 nahezu vollständig mit Hilfe nur eines bidirektional abstrahlenden Interdigitaltransducers 101 auf diese Weise abgedeckt werden kann, wobei dies mit Hilfe von Mehrfachreflexionen an den Seitenflächen 110 des Substrates 115 erreicht wird. In 10b sind die Reflexionspunkte an der Hauptfläche des Substrates 115 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt, sondern nur die Ausbreitungsrichtung der Ultraschallwellen 104, die durch Reflexion an den Hauptflächen des Substrates 115, wie z. B. mit Bezug zu 8a beschrieben, bewirkt wird.In 10b an arrangement is shown with which it can be achieved that a flat substrate 115 almost completely with the help of only one bidirectional radiating interdigital transducer 101 can be covered in this way, with the help of multiple reflections on the side surfaces 110 of the substrate 115 is achieved. In 10b are the reflection points on the main surface of the substrate 115 Not shown for the sake of clarity, but only the direction of propagation of the ultrasonic waves 104 by reflection on the main surfaces of the substrate 115 , such as B. with reference to 8a described, is effected.

11 zeigt einen seitlichen Schnitt durch eine andere Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Strahlquerschnitt wird hier effektiv verbreitert, indem mehrere Interdigitaltransducer 101 zur Erzeugung paralleler Strahlenbündel 104 verwendet werden. Auf diese Weise kann in nahezu homogener Weise die obere Grenzfläche des Substrates 115 beschallt werden, um z. B. mehrere Mikrokavitäten 105 einer Mikro-Titerplatte 109 gleichzeitig zu beschallen. 11 shows a side section through another arrangement for performing a method according to the invention. The beam cross section is effectively broadened here by several interdigital transducers 101 for the generation of parallel beams 104 be used. In this way, the upper interface of the substrate can be made in an almost homogeneous manner 115 be sonicated to z. B. several microcavities 105 a micro titer plate 109 sonicate at the same time.

Der beschriebene Reflexionseffekt durch Auswahl eines geeigneten Substratmaterials für das Substrat 115 läßt sich ebenso mit Hilfe eines Volumenschwingers 130 erzeugen, wie es in 12 gezeigt ist. Als piezoelektrischer Volumenschwinger 130 kann z. B. ein piezoelektrischer Dickenschwinger eingesetzt werden, der derart angeordnet ist, daß eine schräge Einkopplung der Schallwelle stattfindet. Dazu wird ein sogenannter wedge transducer eingesetzt. Der Einstrahlwinkel α zur Flächennormale der Fläche, auf der der wedge transducer aufgebracht wurde, bestimmt sich aus dem Winkel β, unter dem er aufgebracht ist, und dem Verhältnis der Schallgeschwindigkeiten des wedge transducers vw und des Substrates 115 vS gemäß α = arcsin [(vs/vw)·sinβ].The described reflection effect by selecting a suitable substrate material for the substrate 115 can also be done with the help of a volume transducer 130 generate as it is in 12 is shown. As a piezoelectric volume transducer 130 can e.g. B. a piezoelectric thickness transducer can be used, which is arranged such that an oblique coupling of the sound wave takes place. A so-called wedge transducer is used for this. The angle of incidence α to the surface normal of the surface on which the wedge transducer was applied is determined from the angle β at which it is applied and the ratio of the sound velocities of the wedge transducer v w and the substrate 115 v S according to α = arcsin [(v s / v w ) · sinβ].

13 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Kante 1 18 des Substrates 115 aufgerauht ist, um eine diffuse Reflexion der auftreffenden Schallwelle 104 zu erreichen. Dies kann nützlich sein, um einen unerwünschten, an einer Kante reflektierten Schallstrahl unwirksam zu machen. Der Schallstrahl 104 wird bei einer solchen Ausführungsform ähnlich wie mit Bezug zu 8 erläutert durch das Substrat 115 in Art eines Wellenleiters durch Reflexionen an der oberen und unteren Hauptfläche des Substrates 115 geleitet. An der aufgerauhten Oberfläche 118 findet eine diffuse Reflexion in die einzelnen Strahlen 120 statt. Auf diese Weise kann der gerichtete Schallstrahl 104 unwirksam gemacht werden bzw. derart verbreitert werden, daß eine homogene Beschallung mehrerer Mikrokavitäten möglich ist, die sich auf dem Substrat 115 befinden. 13 zeigt dabei wiederum eine Draufsicht auf einen Querschnitt in etwa entsprechend der oberen Grenzfläche des Substrates 115. 13 shows an embodiment in which an edge 1 18 of the substrate 115 is roughened to diffuse reflection of the impinging sound wave 104 to reach. This can be useful to inactivate an unwanted sound beam reflected at an edge. The sound beam 104 is similar in such an embodiment as with reference to 8th explained by the substrate 115 in the manner of a waveguide due to reflections on the upper and lower main surface of the substrate 115 directed. On the roughened surface 118 finds a diffuse reflection in the individual rays 120 instead of. In this way, the directional sound beam 104 be made ineffective or widened in such a way that a homogeneous sonication of several microcavities is possible, which is on the substrate 115 are located. 13 again shows a plan view of a cross section approximately corresponding to the upper interface of the substrate 115 ,

14 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Rückfläche 114 des Substrates 115 aufgerauht ist. An dieser Rückfläche befindet sich der Interdigitaltransducer 101. Bei der beschriebenen Einkopplung der Ultraschallwelle in das Substrat 115 wird aufgrund der aufgerauhten Oberfläche der Strahl 104 durch Beugung aufgeweitet. Dieser Effekt wird bei den weiteren Reflexionen an der Fläche 114 noch verstärkt. Mit wachsendem Abstand der Einkoppelpunkte 108 vom Substrat in das nicht gezeigte Koppelmedium, auf dem sich die Mikro-Titerplatte befindet, wird der Einkoppelpunkt dementsprechend verbreitert. 14 zeigt dabei eine Teilquerschnittsansicht, bei der die Mikro-Titerplatte nicht dargestellt wurde. 14 shows an embodiment in which the rear surface 114 of the substrate 115 is roughened. The interdigital transducer is located on this rear surface 101 , With the described coupling of the ultrasonic wave into the substrate 115 becomes the jet due to the roughened surface 104 widened by diffraction. This effect is seen in the further reflections on the surface 114 reinforced. With increasing distance between the coupling points 108 The coupling point is widened accordingly from the substrate into the coupling medium, not shown, on which the micro-titer plate is located. 14 shows a partial cross-sectional view in which the micro-titer plate has not been shown.

Ein ähnlicher Effekt ist mit einer Ausgestaltung der 15 erreichbar. Hier wird die Aufweitung des Schallstrahles 104 nach dem Einkoppeln vom Interdigitaltransducer 101 in das Substrat 115 durch Reflexion an einer gewölbten Reflexionskante 116 erreicht. Genau wie hier eine Aufweitung beschrieben ist, kann eine Fokussierung mit Hilfe einer entsprechend ausgestalteten Reflexionskante erreicht werden. Auch 15 zeigt nur eine Teilquerschnittsansicht, in der das Substrat 115 gezeigt ist. Auf dem Substrat 115 befinden sich in beschriebener und hier nicht gezeigter Weise z. B. das Koppelmedium 111 und die Mikro-Titerplatte 109.A similar effect is with an embodiment of the 15 reachable. Here is the expansion of the sound beam 104 after coupling from the interdigital transducer 101 into the substrate 115 by reflection on a curved reflection edge 116 reached. Just as an expansion is described here, focusing can be achieved with the aid of a correspondingly designed reflection edge. Also 15 shows only a partial cross-sectional view, in which the substrate 115 is shown. On the substrate 115 are in the manner described and not shown here z. B. the coupling medium 111 and the micro titer plate 109 ,

16 zeigt eine weitere Ausgestaltung in schematischer Darstellung. Auch hier ist der Blick auf die Grenzfläche zwischen Substrat 115 und Koppelmedium 111 gezeigt. Wie auch in den anderen Darstellungen sind hier der Übersichtlichkeit nur wenige ineinander greifende Finger des Interdigitaltransducers 201 gezeigt, obwohl ein verwirklichter Interdigitaltransducer eine größere Anzahl von Fingerelektroden aufweist. Der Abstand der einzelnen Fingerelektroden des Interdigitaltransducers 201 ist nicht konstant. Der Interdigitaltransducer 201 strahlt daher bei einer einge speisten Hochfrequenz nur an einem Ort ab, bei dem der Fingerabstand mit der Frequenz entsprechend korreliert, wie es für eine andere Anwendung z. B. in WO 01/20781 A1 beschrieben ist. 16 shows a further embodiment in a schematic representation. Here, too, is the view of the interface between the substrate 115 and coupling medium 111 shown. As in the other representations, there are only a few interlocking fingers of the interdigital transducer for clarity 201 shown, although an implemented interdigital transducer has a larger number of finger electrodes. The distance between the individual finger electrodes of the interdigital transducer 201 is not constant. The interdigital transducer 201 therefore emits at a high frequency fed in only at a location where the finger distance correlates with the frequency accordingly, as is the case for another application. B. is described in WO 01/20781 A1.

Bei der Ausgestaltung der 16 sind die Fingerelektroden zudem nicht gerade, sondern bogenförmig. Da der Interdigitaltransducer im wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung der Finger abstrahlt, läßt sich auf diese Weise durch Auswahl der eingespeisten Hochfrequenz die Richtung der abgestrahlten Oberflächenschallwelle bestimmen. In 16 sind beispielhaft die Abstrahlrichtungen 204 für zwei Frequenzen f1 und f2 gezeigt, wobei bei der Frequenz f1 die Abstrahlrichtung durch den Winkel θ1 und für die Frequenz f2 durch den Winkel θ2 angegeben ist. 16 zeigt dabei schematisch die Draufsicht auf die Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Substrat 102, auf dem der Interdigitaltransducer 201 aufgebracht ist, und dem Substrat 115, das mit dem piezoelektrischen Substrat 102 in Kontakt ist.When designing the 16 the finger electrodes are also not straight, but arcuate. Since the interdigital transducer emits essentially perpendicular to the alignment of the fingers, the direction of the emitted surface sound wave can be determined in this way by selecting the high frequency fed in. In 16 are the radiation directions 204 shown for two frequencies f1 and f2, the direction of radiation being indicated by the angle θ1 for the frequency f1 and the angle θ2 for the frequency f2. 16 shows schematically the top view of the interface between the piezoelectric substrate 102 on which the interdigital transducer 201 is applied, and the substrate 115 that with the piezoelectric substrate 102 is in contact.

17a bis 17c zeigen unterschiedliche Möglichkeiten zur elektrischen Kontaktierung der Interdigitaltransducerelektroden bei den Ausführungsformen der 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15 oder 16. In der Ausführungsform, wie sie in 17a dargestellt ist, werden metallische Leiterbahnen auf dem Substrat 115 rückseitig aufgebracht. Der piezoelektrische Kristall 102 mit dem Interdigitaltransducer 101 wird so an dem Substrat 115 plaziert, daß sich ein Überluapp der metallischen Elektrode auf dem Substrat 115 mit einer Elektrode des Interdigitaltransducers 101 auf dem piezoelektrischen Substrat 102 ergibt. Beim Verkleben des piezoelektrischen Schallwandlers mit dem Substrat wird im Überlappbereich mit elektrisch leitfähigem Kleber geklebt, wohingegen die verbleibende Fläche mit herkömmlichem nicht elektrisch leitfähigem Kleber verklebt wird. Gegebenenfalls reicht rein mechanischer Kontakt aus. Die elektrische Kontaktierung 122 der metallischen Leiterbahnen auf dem Substrat 115 in Richtung der nicht gezeigten Hochfrequenzgeneratorelektronik geschieht durch eine Lötverbindung, eine Klebeverbindung oder einen Federkontaktstift. 17a to 17c show different possibilities for electrical contacting of the interdigital transducer electrodes in the embodiments of the 8th . 9 . 10 . 11 . 13 . 14 . 15 or 16 , In the embodiment as in 17a is shown, metallic conductor tracks on the substrate 115 applied on the back. The piezoelectric crystal 102 with the interdigital transducer 101 so on the substrate 115 placed that there is an overlap of the metallic electrode on the substrate 115 with an electrode of the interdigital transducer 101 on the piezoelectric substrate 102 results. When the piezoelectric sound transducer is glued to the substrate, the area of overlap is glued with electrically conductive adhesive, whereas the remaining surface is glued with conventional non-electrically conductive glue. Purely mechanical contact may be sufficient. The electrical contact 122 the metallic conductor tracks on the substrate 115 in the direction of the high-frequency generator electronics, not shown, is done by a soldered connection, an adhesive connection or a spring contact pin.

In der Ausführungsform der elektrischen Kontaktierung der 17b wird der piezoelektrische Kristall 102, auf dem die Interdigitaltransducerelektroden mit Zuleitungen 124 aufgebracht sind, derart auf das Substrat 115 aufgebracht, daß sich ein Überstand des ersten zum zweiten ergibt. In diesem Fall setzt die Kontaktierung 122 direkt auf den auf dem piezoelektrischen Kristall 102 aufgebrachten elektrischen Zuleitungen 124 an. Der Kontakt kann gelötet, geklebt oder gebondet werden oder mittels eines Federkontaktstiftes erfolgen.In the embodiment of the electrical contacting of the 17b becomes the piezoelectric crystal 102 on which the interdigital transducer electrodes with leads 124 are applied in such a way on the substrate 115 applied that there is a protrusion of the first to the second. In this case, contacting continues 122 directly on the on the piezoelectric crystal 102 applied electrical leads 124 on. The contact can be soldered, glued or bonded or made using a spring contact pin.

In der Ausführungsform der elektrischen Kontaktierung, wie sie in 17c dargestellt ist, wird das Substrat 115 mit einem Loch 123 pro elektrischem Kontakt versehen und der piezoelektrische Kristall 102 wird direkt auf das Substrat 115 plaziert, daß die auf dem piezoelektrischen Schallwandler aufgebrachten elektrischen Zuleitungen durch die Löcher 123 hindurch kontaktiert werden können. Der elektrische Kontakt kann in diesem Fall durch einen Federkontaktstift direkt auf die elektrischen Zuleitungen auf dem piezoelektrischen Kristall 102 erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Loch mit einem leitfähigen Kleber 123 zu füllen oder damit einen metallischen Bolzen einzukleben. Die weitere Kontaktierung 122 in Richtung Hochfrequenzgeneratorelektronik geschieht dann durch eine Lötverbindung, eine weitere Klebeverbindung oder einen Federkontaktstift.In the embodiment of the electrical contact, as in 17c is shown, the substrate 115 with a hole 123 per electrical contact and the piezoelectric crystal 102 is directly on the substrate 115 placed the electrical leads attached to the piezoelectric transducer through the holes 123 can be contacted through. In this case, the electrical contact can be directly connected to the electrical leads on the piezoelectric crystal by means of a spring contact pin 102 respectively. Another option is to fill the hole with a conductive glue 123 to fill or glue in a metal bolt. The further contact 122 in the direction of the high-frequency generator electronics then takes place by means of a soldered connection, a further adhesive connection or a spring contact pin.

Eine weitere Möglichkeit der Zuführung der elektrischen Leistung an den piezoelektrischen Schallwandler besteht in der induktiven Kopplung. Dabei werden die elektrischen Zuleitungen zu den Interdigitaltransducerelektroden derart ausgebildet, daß sie als Antenne zur kontaktlosen Ansteuerung des Hochfrequenzsignales dienen. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um eine ringförmige Elektrode auf dem piezoelektrischen Substrat, das als Sekundärkreis eines Hochfrequenztransformators dient, dessen Primärkreis mit der Hochfrequenzgeneratorelektronik verbunden ist. Dieser wird extern gehalten und ist direkt benachbart zu dem piezoelektrischen Schallwandler angebracht.Another way of feeding the electrical Power at the piezoelectric transducer consists in the inductive Coupling. The electrical leads to the interdigital transducer electrodes trained so that they as an antenna for contactless control of the high-frequency signal serve. In the simplest case, this is an annular electrode on the piezoelectric substrate, which acts as a secondary circuit High-frequency transformer serves, the primary circuit with the high-frequency generator electronics connected is. This is held externally and is directly adjacent attached to the piezoelectric transducer.

Einzelne Ausgestaltungen der Verfahren bzw. der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen lassen sich in geeigneter Form auch kombinieren, um die dadurch erzielten Wirkungen und Effekte gleichzeitig erreichen zu können.Individual configurations of the processes or the features of the described embodiments can be found in suitable form also combine to achieve the effects achieved and being able to achieve effects at the same time.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine effiziente Durchmischung kleinster Flüssigkeitsmengen möglich. Es ist nicht notwendig, daß die Flüssigkeit mit dem bewegungsvermittelnden Medium selbst in Berührung kommt. Es muß z. B. kein Mischelement in die Flüssigkeit eingebracht werden. Das Verfahren bzw. die Vorrichtung lassen sich einfach und kostengünstig mit heutigen Laborautomaten, die in der Biologie, Diagnostik, pharmazeutischen Forschung oder Chemie verwendet werden, anwenden. Die Verwendung hoher Frequenzen vermeidet auf effektive Weise die Bildung von Kavitation. Schließlich läßt sich eine flache Bauform realisieren und die Vorrichtung kann einfach in Laborstraßen eingesetzt werden.With the method according to the invention efficient mixing of the smallest amounts of liquid is possible. It the liquid is not necessary comes into contact with the movement-mediating medium itself. It must e.g. B. no mixing element in the liquid be introduced. The method or the device can be simple and inexpensive with today's laboratory machines that are used in biology, diagnostics, pharmaceutical Research or chemistry used to apply. The usage high frequencies effectively prevents the formation of cavitation. Finally let yourself realize a flat design and the device can be simple used in laboratory streets become.

Claims (39)

Verfahren zur Durchmischung von Flüssigkeiten (5, 7, 105) in zumindest einer Mikrokavität (3, 103) unter Ausnutzung schallinduzierter Strömung, bei dem mit Hilfe zumindest eines piezoelektrischen Schallwandlers (1, 101, 130, 201) zumindest eine Ultraschallwelle (2, 104, 204) einer Frequenz größer oder gleich 10 MHz durch eine Festkörperschicht (15, 115) eines Ausmaßes in Schallausbreitungsrichtung, das größer ist als ein ¼ der Wellenlänge der Ultraschallwelle, zur Erzeugung einer schallinduzierten Strömung in die zumindest eine Mikrokavität (3, 103) geschickt wird.Process for mixing liquids ( 5 . 7 . 105 ) in at least one micro cavity ( 3 . 103 ) using sound-induced flow, in which at least one piezoelectric sound transducer ( 1 . 101 . 130 . 201 ) at least one ultrasonic wave ( 2 . 104 . 204 ) a frequency greater than or equal to 10 MHz through a solid layer ( 15 . 115 ) a dimension in the direction of sound propagation which is greater than ¼ of the wavelength of the ultrasonic wave, for generating a sound-induced flow into the at least one microcavity ( 3 . 103 ) is sent. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wellenlänge der Ultraschallwelle in der Flüssigkeit derart gewählt wird, daß sie kleiner als der mittlere Füllstand (F) in der zumindest einen Mikrokavität (3, 103) ist.The method of claim 1, wherein the wel lenlength of the ultrasonic wave in the liquid is chosen such that it is smaller than the average fill level (F) in the at least one microcavity ( 3 . 103 ) is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die laterale Ausdehnung (d) des zumindest einen Schallwandlers (1, 101) kleiner ist als das laterale Ausmaß (D) der Mikrokavität (3, 103).Method according to one of Claims 1 or 2, in which the lateral extension (d) of the at least one sound transducer ( 1 . 101 ) is smaller than the lateral dimension (D) of the microcavity ( 3 . 103 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zwischen dem zumindest einen Schallwandler (1) und der Mikrokavität (3) eine Zwischenschicht eingebracht ist, die ein ultraschallabsorbierendes Material in einer Anordnung umfaßt, daß sich der Ultraschall nur in begrenztem räumlichen Bereich, vorzugsweise einem Bereich, der kleiner als das laterale Ausmaß (D) der Mikrokavität (3) ist, in Richtung der Mikrokavität (3) ausbreiten kann.Method according to one of Claims 1 to 3, in which between the at least one sound transducer ( 1 ) and the micro cavity ( 3 ) an intermediate layer is introduced which comprises an ultrasound-absorbing material in an arrangement such that the ultrasound is only present in a limited spatial area, preferably an area which is smaller than the lateral extent (D) of the microcavity ( 3 ) is towards the micro cavity ( 3 ) can spread. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zwischen der Mikrokavität (3, 103) und der Festkörperschicht (15, 115) ein Ausgleichsmedium (11, 111) eingebracht wird.Method according to one of Claims 1 to 4, in which between the microcavity ( 3 . 103 ) and the solid layer ( 15 . 115 ) a compensating medium ( 11 . 111 ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem mehrere Mikrokavitäten (3, 103) eingesetzt werden.Method according to one of Claims 1 to 5, in which a plurality of microcavities ( 3 . 103 ) are used. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Mikrokavitäten (3, 103) einer Mikro-Titerplatte (9, 109) eingesetzt werden.Method according to Claim 6, in which the microcavities ( 3 . 103 ) a micro-titer plate ( 9 . 109 ) are used. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem mehrere Schallwandler (1) eingesetzt werden, die vorzugsweise individuell angesteuert werden.Method according to one of claims 6 or 7, in which a plurality of sound transducers ( 1 ) are used, which are preferably controlled individually. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem ein Schallwandler (1) eingesetzt wird, dessen laterales Ausmaß (d) kleiner ist als der Durchmesser (D) einer Kavität der Mikro-Titerplatte (9), und die Mikro-Titerplatte zur individuellen Durchmischung von Flüssigkeit in einer ausgewählten Kavität mit dieser ausgewählten Kavität oberhalb des Schallwandlers (1) auf der Festkörperschicht (15) aufgebracht wird.Method according to Claim 7, in which a sound transducer ( 1 ) is used, the lateral dimension (d) of which is smaller than the diameter (D) of a cavity of the micro-titer plate ( 9 ), and the micro-titer plate for the individual mixing of liquid in a selected cavity with this selected cavity above the transducer ( 1 ) on the solid layer ( 15 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem eine Mikro-Titerplatte (9) mit mehreren Schallwandlern (1 ), die im Rastermaß (R) einer Mikro-Titerplatte (9) an dem Festkörpermaterial (15) angeordnet sind, eingesetzt werden.Method according to one of claims 7 or 8, in which a micro-titer plate ( 9 ) with several sound transducers ( 1 ), the grid dimension (R) of a micro-titer plate ( 9 ) on the solid material ( 15 ) are arranged, are used. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem mit Hilfe des piezoelektrischen Schallwandlers (101, 130, 201) Ultraschall (104, 204) derart durch die Festkörperschicht (115) geschickt wird, daß Ultraschalleistung zumindest an zwei Auskoppelpunkten (108) aus der Festkörperschicht in eine entsprechende Anzahl von Mikrokavitäten (103) eingekoppelt wird.Method according to one of Claims 6 or 7, in which, with the aid of the piezoelectric sound transducer ( 101 . 130 . 201 ) Ultrasound ( 104 . 204 ) through the solid layer ( 115 ) that ultrasonic power is sent to at least two decoupling points ( 108 ) from the solid layer into a corresponding number of micro cavities ( 103 ) is coupled. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die zumindest eine Ultraschallwelle (104, 204) schräg durch die Festkörperschicht (115) hindurch geschickt wird.The method of claim 11, wherein the at least one ultrasonic wave ( 104 . 204 ) diagonally through the solid layer ( 115 ) is sent through. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem als Schallwandler eine bidirektional abstrahlende Ultraschallerzeugungseinrichtung, vorzugsweise ein Interdigitaltransducer (101, 201) , auf einem piezoelektrischen Kristall (102) eingesetzt wird.Method according to Claim 12, in which a bidirectionally radiating ultrasound generating device, preferably an interdigital transducer ( 101 . 201 ), on a piezoelectric crystal ( 102 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem eine Ultraschallwelle (104) derart in die Festkörperschicht (115) eingekoppelt wird, daß sie zumindest einmal innerhalb der Festkörperschicht reflektiert wird, wobei für die Festkörperschicht ein Material gewählt wird, bei dem die Reflexion (106) an der der zumindest einen Mikrokavität (103) abgewandten Oberfläche möglichst total und auf der der Mikrokavität bzw. der Flüssigkeit zugewandten Oberfläche (108) verlustbehaftet, aber ungleich 0 ist, und die akustische Dämpfung innerhalb der Festkörperschicht (115) möglichst gering ist.Method according to one of Claims 11 to 13, in which an ultrasonic wave ( 104 ) into the solid layer ( 115 ) is coupled in that it is reflected at least once within the solid layer, a material being selected for the solid layer in which the reflection ( 106 ) at which the at least one microcavity ( 103 ) facing away from the surface as completely as possible and on the surface facing the microcavity or the liquid ( 108 ) lossy but not equal to 0, and the acoustic damping within the solid layer ( 115 ) is as low as possible. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem die zumindest zwei Auskoppelpunkte durch zeitliche Variation der Abstrahlrichtung des zumindest einen piezoelektrischen Schallwandlers (201) erzeugt werden.Method according to one of claims 11 to 14, in which the at least two decoupling points by temporal variation of the radiation direction of the at least one piezoelectric sound transducer ( 201 ) be generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die zumindest eine Ultraschallwelle mit Hilfe eines Interdigitaltransducers (201) auf einem piezoelektrischen Element erzeugt wird, dessen ineinander greifende Fingerelektroden einen räumlich nicht konstanten Abstand zueinander aufweisen, und durch Änderung der an den Interdigitaltransducer (201) anliegenden Frequenz der Abstrahlungsort eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 15, in which the at least one ultrasound wave with the aid of an interdigital transducer ( 201 ) is generated on a piezoelectric element, the interlocking finger electrodes of which are spaced apart from one another in a spatially inconsistent manner, and by changing the values applied to the interdigital transducer ( 201 ) frequency is set the radiation location. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem ein Interdigitaltransducer (201) eingesetzt wird, dessen ineinander greifende Fingerelektroden nicht gerade, sondern insbesondere bogenförmig sind, und durch Auswahl der Frequenz des angelegten Hochfrequenzfeldes die Abstrahlrichtung (204) gewählt wird.The method of claim 16, wherein an interdigital transducer ( 201 ) is used, the interlocking finger electrodes of which are not straight, but in particular arc-shaped, and by selecting the frequency of the high-frequency field applied, the direction of radiation ( 204 ) is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem die zumindest eine Ultraschallwelle (104, 204) mit Hilfe eines Interdigitaltransducers (101, 201) auf einem piezoelektrischen Element (102) an einer der zumindest einen Mikrokavität (103) abgewandten Seite der Festkörperschicht (115) erzeugt wird.Method according to one of Claims 1 to 17, in which the at least one ultrasonic wave ( 104 . 204 ) with the help of an interdigital transducer ( 101 . 201 ) on a piezoelectric element ( 102 ) on one of the at least one microcavity ( 103 ) opposite side of the solid layer ( 115 ) is produced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem zumindest ein piezoelektrischer Volumenschwinger (1, 130) als der zumindest eine piezoelektrische Schallwandler eingesetzt wird.Method according to one of Claims 1 to 15, in which at least one piezoelectric volume oscillator ( 1 . 130 ) than the at least one piezoelectric sound transducer is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem eine Festkörperschicht (115) eingesetzt wird, die zumindest eine diffus streuende Fläche (114, 118) aufweist, um die zumindest eine Ultraschallwelle (104) in der Festkörperschicht zu verbreitern.Method according to one of claims 1 to 19, in which a solid layer ( 115 ) is used that has at least one diffusely scattering surface ( 114 . 118 ) around which at least one ultrasonic wave ( 104 ) widen in the solid layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem die Ausbreitungsrichtung der zumindest einen Ultraschallwelle (104) in der Festkörperschicht (115) durch Reflexionsflächen (110) gelenkt wird.Method according to one of Claims 1 to 20, in which the direction of propagation of the at least one ultrasonic wave ( 104 ) in the solid layer ( 115 ) through reflective surfaces ( 110 ) is steered. Vorrichtung zur Durchmischung von Flüssigkeiten in zumindest einer Mikrokavität (3, 103), insbesondere der Mikrokavitäten einer Mikro-Titerplatte (9, 109), zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 mit – einem Substrat (15, 115), und – zumindest einem piezoelektrischen Schallwandler (1, 101, 130, 201), der an einer Hauptfläche des Substrates angeordnet ist und zur Erzeugung einer Ultraschallwelle (4, 104, 204) einer Frequenz größer oder gleich 10 MHz elektrisch angeregt werden kann, wobei das Ausmaß des Substrates (15, 115) in Schallausbreitungsrichtung größer ¼ der Ultraschallwellenlänge ist.Device for mixing liquids in at least one microcavity ( 3 . 103 ), especially the microcavities of a micro titer plate ( 9 . 109 ), for carrying out a method according to claim 1 with - a substrate ( 15 . 115 ), and - at least one piezoelectric sound transducer ( 1 . 101 . 130 . 201 ) which is arranged on a main surface of the substrate and for generating an ultrasonic wave ( 4 . 104 . 204 ) a frequency greater than or equal to 10 MHz can be electrically excited, the extent of the substrate ( 15 . 115 ) is greater than ¼ of the ultrasonic wavelength in the direction of sound propagation. Vorrichtung nach Anspruch 22 mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Schallwandlern (1) im Rastermaß (R) einer Mikro-Titerplatte (9).Device according to claim 22 with a plurality of piezoelectric sound transducers ( 1 ) in grid dimension (R) of a micro-titer plate ( 9 ). Vorrichtung nach Anspruch 23 mit einer Schalteinrichtung (26) zur Ansteuerung einzelner Schallwandler (1).Device according to claim 23 with a switching device ( 26 ) to control individual sound transducers ( 1 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei der der zumindest eine Schallwandler (1, 101, 130, 201) derart ausgewählt ist, daß die von ihm erzeugte Ultraschallwelle eine Wellenlänge aufweist, die kleiner ist als die Höhenausdehnung der zumindest einen Kavität (3).Device according to one of Claims 22 to 24, in which the at least one sound transducer ( 1 . 101 . 130 . 201 ) is selected such that the ultrasound wave generated by it has a wavelength that is less than the height dimension of the at least one cavity ( 3 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei der die laterale Ausdehnung (d) des zumindest einen Schallwandlers (1) kleiner ist als die laterale Ausdehnung (D) einer Kavität (3) einer Mikro-Titerplatte (9).Device according to one of Claims 22 to 25, in which the lateral extension (d) of the at least one sound transducer ( 1 ) is smaller than the lateral extent (D) of a cavity ( 3 ) a micro-titer plate ( 9 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25 mit einer Zwischenschicht auf einer Hauptfläche des Substrates (15), die ein ultraschallabsorbierendes Medium in einer Anordnung aufweist, die die Ultraschallabstrahlung in Richtung der Mikrokavität (3) räumlich begrenzt, vorzugsweise in der Anordnung der Mikrokavitäten einer Mikro-Titerplatte (9).Device according to one of claims 22 to 25 with an intermediate layer on a main surface of the substrate ( 15 ), which has an ultrasound absorbing medium in an arrangement which emits the ultrasound radiation in the direction of the microcavity ( 3 ) limited in space, preferably in the arrangement of the microcavities of a micro titer plate ( 9 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, bei der der piezoelektrische Schallwandler (101, 130, 201) derart augestaltet ist, daß zumindest eine Ultraschallwelle schräg in das Substrat (115) eingekoppelt wird.Device according to one of Claims 22 to 27, in which the piezoelectric sound transducer ( 101 . 130 . 201 ) is designed such that at least one ultrasound wave is slanted into the substrate ( 115 ) is coupled. Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der der zumindest eine piezoelektrische Schallwandler (101, 201) bidirektional abstrahlend ist.Apparatus according to claim 28, wherein the at least one piezoelectric sound transducer ( 101 . 201 ) is bi-directional. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 oder 29, bei der das Material des Substrates (115) derart ausgewählt ist, daß die Reflexionen (106) an der der Mikrokavität (103) abgewandten Oberfläche möglichst total und die Reflexionen (108) an der der Mikrokavität bzw. der Flüssigkeit zugewandten Seite verlustbehaftet, aber ungleich 0 sind, und die akustische Dämpfung innerhalb der Festkörperschicht (115) möglichst gering ist.Device according to one of claims 28 or 29, wherein the material of the substrate ( 115 ) is selected such that the reflections ( 106 ) on the microcavity ( 103 ) as far away from the surface as possible and the reflections ( 108 ) lossy on the side facing the microcavity or the liquid, but are not equal to 0, and the acoustic damping within the solid layer ( 115 ) is as low as possible. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, bei der der zumindest eine piezoelektrische Schallwandler einen Interdigitaltransducer (101, 201) auf einem piezoelektrischen Element (102) umfaßt.Device according to one of Claims 22 to 30, in which the at least one piezoelectric sound transducer is an interdigital transducer ( 101 . 201 ) on a piezoelectric element ( 102 ) includes. Vorrichtung nach Anspruch 31, bei der der elektrische Anschluß des zumindest einen Interdigitaltransducers (101) durch eine erste Zuleitung auf dem piezoelektrischen Element und eine zweite Zuleitung (116) auf dem Substrat (115) gebildet ist, die derart angeordnet sind, daß sie einander überlappen.Apparatus according to claim 31, wherein the electrical connection of the at least one interdigital transducer ( 101 ) by a first lead on the piezoelectric element and a second lead ( 116 ) on the substrate ( 115 ) is formed, which are arranged such that they overlap each other. Vorrichtung nach Anspruch 31, bei der das piezoelektrische Element (102) einen Überstand (124) über das Substrat (115) aufweist, auf dem sich eine Kontaktstelle für die elektrische Zuleitung (122) zu dem mindestens einen Interdigitaltransducer (101) befindet.Apparatus according to claim 31, wherein the piezoelectric element ( 102 ) a supernatant ( 124 ) over the substrate ( 115 ) on which there is a contact point for the electrical supply line ( 122 ) to the at least one interdigital transducer ( 101 ) is located. Vorrichtung nach Anspruch 31, bei der der zumindest eine Interdigitaltransducer (101) durch ein Loch (123) durch das Substrat hindurch kontaktiert wird, das vorzugsweise mit einem leitfähigen Kleber gefüllt ist.Apparatus according to claim 31, wherein the at least one interdigital transducer ( 101 ) through a hole ( 123 ) is contacted through the substrate, which is preferably filled with a conductive adhesive. Vorrichtung nach Anspruch 31, bei der der Interdigitaltransducer über Antenneneinrichtungen verfügt, die zur kontaktlosen Einkopplung eines Hochfrequenzsignales einsetzbar sind.Apparatus according to claim 31, wherein the interdigital transducer via antenna devices features, which can be used for contactless coupling of a high-frequency signal are. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 35, bei der die Fingerelektroden des Interdigitaltransducers (201) keinen örtlich konstanten Abstand zueinander aufweisen.Device according to one of Claims 31 to 35, in which the finger electrodes of the interdigital transducer ( 201 ) do not have a spatially constant distance from each other. Vorrichtung nach Anspruch 36, bei der die Fingerelektroden des Interdigitaltransducers (201) nicht gerade, sondern insbesondere bogenförmig ausgestaltet sind.Apparatus according to claim 36, wherein the finger electrodes of the interdigital transducer ( 201 ) are not straight, but are designed in particular in an arc shape. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, bei der der zumindest eine piezoelektrische Schallwandler einen piezoelektrischen Volumenschwinger (1) umfaßt.Device according to one of Claims 22 to 30, in which the at least one piezoelectric sound transducer is a piezoelectric volume oscillator ( 1 ) includes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 38, bei der das Substrat zumindest eine diffus streuende Oberfläche (114, 118) aufweist.Device according to one of claims 22 to 38, in which the substrate has at least one diffusely scattering surface ( 114 . 118 ) having.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005000834A1 (en) * 2005-01-05 2006-07-27 Advalytix Ag Integrated dosing and mixing-through of small amounts of fluids is such that second fluid in reaction reservoir communicates with first fluid at connecting structure to create flow pattern in fluid
DE102005000835B3 (en) * 2005-01-05 2006-09-07 Advalytix Ag Method and device for dosing small quantities of liquid
WO2007016605A2 (en) * 2005-08-01 2007-02-08 Covaris, Inc. An apparatus and a method for processing a sample using acoustic energy
US7329039B2 (en) 1998-10-28 2008-02-12 Covaris, Inc. Systems and methods for determining a state of fluidization and/or a state of mixing
EP1933124A1 (en) * 2005-10-05 2008-06-18 Olympus Corporation Stirring vessel, stirring method, stirrer, analyzer provided with stirrer
US7687039B2 (en) 1998-10-28 2010-03-30 Covaris, Inc. Methods and systems for modulating acoustic energy delivery
US7686500B2 (en) 1998-10-28 2010-03-30 Covaris, Inc. Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices
US7869012B2 (en) 2006-01-31 2011-01-11 Beckman Coulter, Inc. Position detector, position detecting method and analyzer
DE102009052828A1 (en) 2009-11-13 2011-05-19 Stiftung Caesar Center Of Advanced European Studies And Research Method for producing micro cavity in infra red sensor, involves removing structure parts with filled micro cavities from liquid after complete immersion of structure parts that are guided together and interconnected to micro cavities
US7981368B2 (en) 1998-10-28 2011-07-19 Covaris, Inc. Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices
US8062904B2 (en) 2005-01-05 2011-11-22 Beckman Coulter, Inc. Method and device for dosing and mixing small amounts of liquid
US8235578B2 (en) * 2004-09-22 2012-08-07 Beckman Coulter, Inc. Agitation vessel
US8353619B2 (en) 2006-08-01 2013-01-15 Covaris, Inc. Methods and apparatus for treating samples with acoustic energy
US8496884B2 (en) 2005-06-17 2013-07-30 Beckman Coulter, Inc. Stirring container and analyzer
US8702836B2 (en) 2006-11-22 2014-04-22 Covaris, Inc. Methods and apparatus for treating samples with acoustic energy to form particles and particulates
EP2783747A1 (en) 2013-03-27 2014-10-01 Nano Temper Technologies GmbH Method and device for the contactless mixing of liquids
US8998483B2 (en) 2006-05-02 2015-04-07 Royal Melbourne Institute Technology Concentration and dispersion of small particles in small fluid volumes using acoustic energy

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060073074A1 (en) * 2004-10-06 2006-04-06 Lars Winther Enhanced sample processing system and methods of biological slide processing
JP4746924B2 (en) * 2005-06-13 2011-08-10 ベックマン コールター, インコーポレイテッド Stirring apparatus, stirring method, reaction vessel, and analyzer equipped with stirring apparatus
JP2007108061A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Olympus Corp Agitator, container, and analyzer
JP2007198796A (en) * 2006-01-24 2007-08-09 Olympus Corp Stirrer and analyzer
JP4842182B2 (en) * 2007-03-15 2011-12-21 ベックマン コールター, インコーポレイテッド Stirrer and automatic analyzer
JP5645169B2 (en) * 2009-11-13 2014-12-24 国立大学法人 岡山大学 Ultra-fine droplet preparation device
WO2018215844A2 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Ventana Medical Systems, Inc. Non-contact, on-slide fluid mixing

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5674742A (en) * 1992-08-31 1997-10-07 The Regents Of The University Of California Microfabricated reactor
US5736100A (en) * 1994-09-20 1998-04-07 Hitachi, Ltd. Chemical analyzer non-invasive stirrer
WO2000010011A1 (en) * 1998-08-10 2000-02-24 Biotul Ag Method and device for mixing samples near the interface in biosensor systems
WO2001020781A1 (en) * 1999-09-16 2001-03-22 Advalytix Ag Device and method for high-sensitivity resolution detection
US6244738B1 (en) * 1998-06-11 2001-06-12 Hitachi, Ltd. Stirrer having ultrasonic vibrators for mixing a sample solution
US20020009015A1 (en) * 1998-10-28 2002-01-24 Laugharn James A. Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices
US6357907B1 (en) * 1999-06-15 2002-03-19 V & P Scientific, Inc. Magnetic levitation stirring devices and machines for mixing in vessels
DE10117772A1 (en) * 2001-04-09 2002-10-17 Advalytix Ag Mixing device and mixing method for mixing small amounts of liquid

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6168948B1 (en) * 1995-06-29 2001-01-02 Affymetrix, Inc. Miniaturized genetic analysis systems and methods
WO1997025531A1 (en) * 1996-01-05 1997-07-17 Berkeley Microinstruments, Inc. Micropump with sonic energy generator
DE19756874A1 (en) * 1997-12-19 1999-06-24 Basf Ag Ultrasonic mixing device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5674742A (en) * 1992-08-31 1997-10-07 The Regents Of The University Of California Microfabricated reactor
US5736100A (en) * 1994-09-20 1998-04-07 Hitachi, Ltd. Chemical analyzer non-invasive stirrer
US6244738B1 (en) * 1998-06-11 2001-06-12 Hitachi, Ltd. Stirrer having ultrasonic vibrators for mixing a sample solution
WO2000010011A1 (en) * 1998-08-10 2000-02-24 Biotul Ag Method and device for mixing samples near the interface in biosensor systems
US20020009015A1 (en) * 1998-10-28 2002-01-24 Laugharn James A. Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices
US6357907B1 (en) * 1999-06-15 2002-03-19 V & P Scientific, Inc. Magnetic levitation stirring devices and machines for mixing in vessels
WO2001020781A1 (en) * 1999-09-16 2001-03-22 Advalytix Ag Device and method for high-sensitivity resolution detection
DE10117772A1 (en) * 2001-04-09 2002-10-17 Advalytix Ag Mixing device and mixing method for mixing small amounts of liquid

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8263005B2 (en) 1998-10-28 2012-09-11 Covaris, Inc. Methods and systems for modulating acoustic energy delivery
US7687039B2 (en) 1998-10-28 2010-03-30 Covaris, Inc. Methods and systems for modulating acoustic energy delivery
US7811525B2 (en) 1998-10-28 2010-10-12 Covaris, Inc. Methods and systems for modulating acoustic energy delivery
US7981368B2 (en) 1998-10-28 2011-07-19 Covaris, Inc. Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices
US7329039B2 (en) 1998-10-28 2008-02-12 Covaris, Inc. Systems and methods for determining a state of fluidization and/or a state of mixing
US7686500B2 (en) 1998-10-28 2010-03-30 Covaris, Inc. Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices
US7521023B2 (en) 1998-10-28 2009-04-21 Covaris, Inc. Apparatus and methods for controlling sonic treatment
US7687026B2 (en) 1998-10-28 2010-03-30 Covaris, Inc. Apparatus and methods for controlling sonic treatment
US8235578B2 (en) * 2004-09-22 2012-08-07 Beckman Coulter, Inc. Agitation vessel
US8186869B2 (en) 2005-01-05 2012-05-29 Beckman Coulter, Inc. Method and device for dosing and mixing small amounts of liquid
DE102005000835B3 (en) * 2005-01-05 2006-09-07 Advalytix Ag Method and device for dosing small quantities of liquid
DE102005000834A1 (en) * 2005-01-05 2006-07-27 Advalytix Ag Integrated dosing and mixing-through of small amounts of fluids is such that second fluid in reaction reservoir communicates with first fluid at connecting structure to create flow pattern in fluid
DE102005000834B4 (en) * 2005-01-05 2006-09-28 Advalytix Ag Method and device for metering and mixing small quantities of liquid
US8062904B2 (en) 2005-01-05 2011-11-22 Beckman Coulter, Inc. Method and device for dosing and mixing small amounts of liquid
US8496884B2 (en) 2005-06-17 2013-07-30 Beckman Coulter, Inc. Stirring container and analyzer
WO2007016605A3 (en) * 2005-08-01 2007-05-24 Covaris Inc An apparatus and a method for processing a sample using acoustic energy
WO2007016605A2 (en) * 2005-08-01 2007-02-08 Covaris, Inc. An apparatus and a method for processing a sample using acoustic energy
US7757561B2 (en) 2005-08-01 2010-07-20 Covaris, Inc. Methods and systems for processing samples using acoustic energy
EP1933124A4 (en) * 2005-10-05 2011-11-23 Beckman Coulter Inc Stirring vessel, stirring method, stirrer, analyzer provided with stirrer
EP1933124A1 (en) * 2005-10-05 2008-06-18 Olympus Corporation Stirring vessel, stirring method, stirrer, analyzer provided with stirrer
US8068219B2 (en) 2006-01-31 2011-11-29 Beckman Coulter, Inc. Position detector, position detecting method and analyzer
US7869012B2 (en) 2006-01-31 2011-01-11 Beckman Coulter, Inc. Position detector, position detecting method and analyzer
US8998483B2 (en) 2006-05-02 2015-04-07 Royal Melbourne Institute Technology Concentration and dispersion of small particles in small fluid volumes using acoustic energy
US8353619B2 (en) 2006-08-01 2013-01-15 Covaris, Inc. Methods and apparatus for treating samples with acoustic energy
US8702836B2 (en) 2006-11-22 2014-04-22 Covaris, Inc. Methods and apparatus for treating samples with acoustic energy to form particles and particulates
DE102009052828A1 (en) 2009-11-13 2011-05-19 Stiftung Caesar Center Of Advanced European Studies And Research Method for producing micro cavity in infra red sensor, involves removing structure parts with filled micro cavities from liquid after complete immersion of structure parts that are guided together and interconnected to micro cavities
EP2783747A1 (en) 2013-03-27 2014-10-01 Nano Temper Technologies GmbH Method and device for the contactless mixing of liquids
US9987604B2 (en) 2013-03-27 2018-06-05 Nanotemper Technologies Gmbh Method and apparatus for contactless mixing of liquids

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