专利名称：在微流体系统中提供干燥试剂的方法和微流体系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在微流体系统中提供干燥试剂的方法以及涉及一种微流体系统。
背景技术：
微流体系统具有至少部分的微流体结构，在其中形成了一个或几个微腔和/或微
槽。例如，这样的微流体系统是作为微流体测试元件或者测试系统来提供的，使用其能够对
一种或几种分析物进行分析，例如在体液样品中分析物。为此目的，在该微流体结构中提供
一种或几种试剂，来特别的用于检测与待分析的分析物的反应。该一种或几种试剂是以这
样的方式安置到微流体结构的微槽和/或微腔中的，即，在将待测试的样品施用到该微流
体测试元件的过程中，它们开始与样品液体接触，通常由此对反应进行检测。 文献W0 93/04195提出了生产带有试剂的球体来用于分析生物样品，在其中制备
试剂的水溶液，将该水溶液的液滴放在一种冷却的液体中用于冷冻，并将该冷冻过的液滴
进行冻干。 冻干涉及冷冻干燥，其导致了液体在真空中被从深度冷冻的材料中除去。在这个 溶剂的冷冻过程中(该溶剂通常是水)，该溶剂在冷冻状态中蒸发(升华干燥)。在这种方 式中能够对一种或几种试剂进行仔细的干燥和保存。冻干法的最终产品是一种冷冻物质 (冻干物)，其也可以被称作多孔的、稳定的和干燥的"冻干饼(lyo-cake)"。
文献US2007/0259348A1提出了生产适用于微流体系统的冻干粒。该冻干粒可以 包含不同的生物学试剂或者微粒。该冻干粒是这样来生产的，将试剂溶液的液滴放在冷却 板上，在这里对它们进行冷冻，其后进行真空处理。
发明创造内容 本发明的一个目标是提供一种用于在微流体系统中提供干燥试剂的方法，以及提 供一种微流体系统，在其中至少一种干燥的试剂能够以一种适于特定应用的灵活的方式引 入到该微流体系统中来保留在其中。 根据本发明，所述的目标是通过独立权利要求1的方法以及独立权利要求9的微 流体系统来解决的。 本发明的一方面是一种在微流体系统中提供干燥试剂的方法，其中该方法包含下 面的步骤提供具有微流体结构的微流体系统，将含有试剂的可流动的载体介质引入到该 微流体结构中，和通过冻干法来干燥该微流体结构中的试剂。 此外，提供了一种微流体系统，在其中将通过冻干法干燥的试剂安置到微流体结 构中。 本发明允许首先将处于溶解的或者悬浮的形式的待插入到微流体结构中的试 剂引入到该微流体结构中，来用于随后进行的冻干法干燥。与现有技术所提供的丸粒 (pellet)相比，所述试剂能够依靠可流动的载体介质(例如处于溶液或者悬浮液中)而更 容易的引入到微流体结构部分中。不需要为了引入丸粒或者粒子而对微流体结构部分的几
3何形状方面进行优化。相反，该载体介质(其可以是例如水)与试剂一起流入到微流体系 统中的微流体结构部分中。另外，通过这样的载体介质促进了试剂在微流体结构或者在它 的部分中尽可能均匀的分布，直到获得具体应用情况所期望的这样的均匀分布。微流体结 构可以在微流体系统的部分中形成或者可以基本上完全包含它。 干燥试剂在微流体结构中的独立的具体分布，优点在于该干燥试剂快速和完全的 溶解在液体中，例如，溶解在微流体系统使用过程中被引入到微流体结构中的水溶液中。这 在例如动态测试中是特别有利的。 —种或几种试剂可以在所述方法的帮助下插入到微流体结构中。几种试剂的插入 也可以例如通过多次使用引入载体介质和随后冻干的步骤来进行。但是，这样的多次使用 也可以与仅仅将一种试剂引入到微流体结构相联系来提供。 —种本发明的优选实施方案提供了在引入可流动的载体介质之前，对微流体结构 进行热处理。在这种方式中，可以有目的影响一种或多种试剂在微流体结构中的插入。
本发明的一种有目的实施方案可以提供在引入可流动的载体介质的过程中，对微 流体结构进行热处理。 本发明的一种有利的实施方案提供了在热处理过程中，冷却该微流体结构。微流 体结构的冷却是一种热处理的形式，在其中，例如微流体结构或者它的部分或者整个微流 体系统被冷却。该冷却可以进行到这样的程度，即，在与微流体结构的表面接触的过程中， 在施用之后，可流动的载体介质立即或者在短时间后发生冷冻。在这种方式中，可以对可流 动的载体介质在微流体结构中的分布进行影响。例如，如果该可流动的载体介质包含了表 面活性剂，则该冷却是有利的，所述表面活性剂在微流体结构中的分布可以以这种方式进 行有目的影响。 本发明进一步的发展优选提供了在热处理过程中加热微流体结构。该加热是微流 体系统或者它的部分，特别是该微流体结构的另外一种形式的热处理。这种类型的热处理 还可以用来控制和调节试剂悬浮液或者试剂溶液在微流体结构中的空间分布。例如，如果 该可流动的载体介质包含了表面活性剂，则该加热是有利的，否则所述表面活性剂在微流 体结构中的分布是难以控制的。 本发明一种有目的实施方案可以提供以基本上均匀的分布将试剂插入到微流体 结构中。 本发明的一种实施方案提供了可流动的载体介质包含一种或几种表面活性剂和/ 或一种或几种填充材料。在干燥之后，这些物质形成了用于微流体结构中的试剂(一种或 多种)的一种类型的化学栅格(chemical grid)，作为其的结果，例如支持了试剂的均匀和 快速溶解。 在本发明的一种有利的实施方案中，可以提供一种微流体系统，其选自下 面所提供的系统微流体测试元件(microf luidic testingelement)和微流控芯 片(microfluidic chip)。在 一种实施方案中，优选使用的测试元件是类似于文献 EP1916524A1中所述的这些测试元件。这里所用的分析系统带有干燥试剂，并且基本上是盘 形的。
具体实施例方式
本发明通过下面的示例性实施方案来进行解释。 为了提供一种微流体系统，在其至少部分中具有微通道和/或微腔形式的微流体 结构，首先制备试剂溶液或者试剂悬浮液，在其中一种或几种试剂是以溶解的或者悬浮的 形式存在的。然后，提供微流体系统，例如，处于微流体测试元件或者微流控芯片形式的系 统。随后，施用该试剂溶液或者试剂悬浮液，例如，加入大约IO微升。对于它的部分来说， 这是在大气压下进行的。所施用的液体至少部分的渗透到微流体系统的微流体结构中。该 微流体系统可以例如通过将它放在冷却的载体表面上来预冷却到例如大约-50°C ，所述载 体表面用于它的部分的预冷却。 在大约_701:和大气压的冷冻进行例如3-4小时的时间。在随后的几小时例如大
约i4小时的真空干燥过程中，环境温度优选以大约o. rc/分钟的步幅升高，直到获得大约
25t:的温度，然后在该温度保持恒定。这个方法步骤是在大约0.4毫巴的环境压力进行的。 所述的方法可以例如使用含有表面活性物质的胆固醇试剂来进行。 在所述方法的帮助下，在微流体系统的微流体结构中提供一种或几种干燥形式的 试剂是可能的，所述的试剂具有期望的分布，例如具有基本上均匀的分布。使用该试剂溶液 或者试剂悬浮液使得一种或多种试剂有准备的渗入微结构中成为可能。干燥随后通过冻干 法来进行。
权利要求
一种在微流体系统中提供干燥试剂的方法，该方法包含下面的步骤-提供具有微流体结构的微流体系统，-将含有试剂的可流动的载体介质引入到该微流体结构中，和-通过冻干法来干燥该微流体结构中的试剂。
2. 根据权利要求l的方法，特征在于在引入可流动的载体介质之前，对该微流体结构进行热处理。
3. 根据权利要求1或者2的方法，特征在于在引入可流动的载体介质的过程中，对该微流体结构进行热处理。
4. 根据权利要求1或者2的方法，特征在于在热处理过程中，冷却该微流体结构。
5. 根据权利要求2-4中至少一个的方法，特征在于在热处理过程中，加热该微流体结构。
6. 根据至少一个前述权利要求的方法，特征在于将所述试剂以基本上均匀的分布插入到微流体结构中。
7. 根据至少一个前述权利要求的方法，特征在于该可流动的载体介质包含了一种或几种表面活性剂和/或一种或几种填充材料。
8. 根据至少一个前述权利要求的方法，特征在于提供了选自下面系统的微流体系统微流体测试元件和微流控芯片。
9. 一种微流体系统，其是根据至少一个前述的权利要求来提供的，在其中通过冻干法进行干燥的试剂被安置到微流体结构中。
全文摘要
本发明涉及一种在微流体系统中提供干燥试剂的方法，其包含下面的步骤提供具有微流体结构的微流体系统，将含有试剂的可流动的载体介质引入到该微流体结构中，和通过冻干法来干燥该微流体结构中的试剂。
文档编号B01L3/00GK101737989SQ20091021200
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者M·奥格斯坦, R·罗德尔, S·沃尔, V·温克勒-德斯普雷茨 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司