借助分配系统填充微流控装置的方法和相应的测试系统的制作方法_3

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行器和阀。这种微栗10在现有技术中例如由Bartels-Mikrotechnik公司已知,或说明于 W02009/059664A1 中。
[0071]溶液的流控路径在容器6中的相应的液体储存器中开始并且经由流体管12延伸至微栗10并且结束于相应的喷嘴11中。微栗10与喷嘴11相结合,形成纳升液滴的射束,因此将几毫升以非接触的定向的方式分配到微流控装置3的试样施加开口 13中是可能的。纳升液滴是体积为Inl?10nl、优选2nl?1nl、特别是5nl的液滴。
[0072]喷嘴11在排出端部或排出开口的区域中具有小于500 μπι的直径。优选喷嘴11在该区域中的直径为100 μ m与300 μ m的范围内,尤其为250 μ m。
[0073]在一种优选实施方式中,在流控路径中在微栗10与容器6之间设置回流阀9,该回流阀截止相应溶液向容器6的储存器回流。另外,回流阀9可以设置成带有预紧力,通过该预紧力补偿储存器的超压并且从而阻止液体从喷嘴11漏流到微流控装置3的试样施加开P 13 中。
[0074]另外,在本发明的一种进一步方案中,密封装置18可以设置在喷嘴11的排出开口的区域中,该密封装置在各测量之间气密地封闭喷嘴11并且因此避免喷嘴11中的堵塞。密封装置18在此可以对于每个喷嘴11是单独的或者仅对于选出的喷嘴11是存在的。在一种替换的实施方式中,密封装置18也可以以一件的形式构成用于多个喷嘴11,例如形式为硅橡胶垫。
[0075]—个袋子7和一个微栗10与一个喷嘴11相结合地构成分配系统2的一个分配单元17,该袋子具有一个通向流体管12的接口 8,该流体管具有带预紧力的回流阀9。
[0076]多个这样的分配单元17可以并联地设置在分配系统2中。在一种优选实施方案中,三个分配单元17并列地设置,这些分配单元17的区别在于袋子7的储存器中的溶液。在第一袋子7中包含对于化学反应或者生物化学反应负责或需要的溶液、尤其是化学发光溶液,在第二袋子7中包含另一溶液、优选酶溶液,并且在第三袋子7中包含附加溶液、尤其是洗液。为了在微流控装置3的同一个试样施加开口 13中相遇,在应用三个并列设置的喷嘴11时,两个外部喷嘴11相对于一个中间喷嘴11成锐角地设置。
[0077]在一种替换实施方式中,分配系统2也可以包括仅一个分配单元17,该分配单元包括多个袋子7,这些袋子分别具有一个流体管12,这些流体管在一个具有用于不同溶液的多个腔室的微栗10中聚集,并且从那里将相应的溶液在彼此分开的喷嘴11中输出。
[0078]为了确保将相应的溶液定向地排出到微流控装置3的试样施加开口 13中,喷嘴11的排出开口设置成与试样施加开口 13的距离为0.1mm?80mm。距离优选为Imm?50mm,距离尤其为2mm?20mmo
[0079]微流控装置3包括至少一个试样施加开口 13、微流控通道14以及储存器15。微流控通道14的长度为30mm?50mm,宽度为Imm?4mm,高度为10 μ m?200 μ m,并且可以通过注塑而制成。优选该通道构成为长度40mm,宽度2mm,高度100 μ m。在微流控通道14中设置测量区域,分子在那里也是不动的,这些分子对于生物试样的特定的目标分子具有特定的结合点。由于微流控通道14的几何特性,发生液体从试样施加开口 13通过微流控通道14直至储存器15的毛细运动。在试样排出在通道14中的试样施加开口 13上之后,形成压力梯度和由此引起的朝储存器15的方向的毛细力,因此保证,试样自主地通过通道或者实现微流控,即尤其是不需要用于产生压力差或者流动运动的构件。在此尤其是涉及所谓的对流运行的杂交,其中,在通道14中形成对流梯度,所述对流梯度除了保证试样通过通道14之外还保证试样材料朝测量区域的测试区段转向(Squires TM等人的“Makingit stick: convect1n, react1n and diffus1n in surface-based b1sensors,,,NatureB1teck, 2008年4月26日)。在执行分析时也发生处在生物试样中的分析物与在测量区域中不动的分子的接触,因此在相应的测量区域中在试样中存在相应的分析物时发生化合反应,这接着在添加相应的试剂之后导致具有发光性的化学反应或生物化学反应(例如化学发光、颜色突变等等)。
[0080]用于将更多的光施加到光敏传感器4上的微流控装置3的其它方案可能性在于:通道14的与光敏传感器4相对的边界面构造成光学反射的;在通道14中构成凹形的横截面,其用作为聚光透镜;在微流控装置3中施加光转向结构;微流控装置构成为光导纤维板。微流控装置3的各方案可能性的细节包含于W02012/080339中并且属于本发明的公开内容。
[0081]在一种替换实施方式中,微流控通道14也可以通过栗、优选微栗来填充。在一种这样的微流控装置3中不需要引起毛细效益的储存器。
[0082]微流控装置3可拆地设置在接纳装置16内或在该接纳装置上,使得微流控装置3的光射出侧朝向光敏传感器4。光敏传感器4设置在基体中,各个光电检测器5由透明的盖层遮盖。在微流控装置3的测量区域中设置多个测试区段。在分析期间,各测试区段朝向微流控的体积,因此在排出要被分析的试样时在试样施加开口 13中发生分析物的毛细运动。因此也发生分析物与在测量区域中的测试区段的接触。
[0083]微流控装置3定位在接纳装置16上在壳体中,测试系统I至少部分包含在该壳体中,该接纳装置构成为,使得微流控装置3置入到接纳装置16的固定不动的部件中并且被接纳装置16的可运动和/或可翻转的第二部件固定地保持。也可能的是,预紧元件设置在接纳装置16的一部分上,该预紧元件在置入微流控装置3时被压缩并且将微流控装置3固定在接纳装置16中。接纳装置16也可以构成为抽屉式的,并且通过对一个元件进行操作使得抽屉从壳体移出,装上和固定微流控装置3并使得抽屉再次移入,具有光电检测器5的光敏传感器4已经可以设置在该抽屉元件中。
[0084]具有多个光电检测器5的光敏传感器4这样设置,只要微流控装置3定位和保持在接纳装置16中,则在微流控通道14的测量区域中的测试区段以其光射出侧处在光敏传感器4的光电检测器5上方。接纳装置16为此例如可以具有一个固定不动的保持件和一个可沿纵向移动的用弹簧预紧的保持件,使得在置入微流控装置3时,可运动的部件可以在纵向方向上运动,以便使得微流控装置3的置入变得容易并且在回弹到保持位置之后相应地将微流控装置固定。但是除了纵向可移动地构成之外,也可以设置翻转机构或卡锁机构。也可能的是,至少在保持件之一中存在压力构件例如橡胶元件或弹簧元件,如上所述,其将微流控装置3在置入之后固定。
[0085]测试系统I至少部分地设置在壳体中,分配系统2的容器6应容易接近,以便能够更换这些容器,这些容器也可以设置在壳体之外。壳体必须保证微流控装置3相对于周围环境的不透光的封闭。在壳体中可以设置用于施加试样的输入装置,其允许进一步引导至微流控装置3的试样施加开口 13。
[0086]接纳装置16构造成抽屉状的,并且将用于预置的微流控装置3输送到壳体中。具有多个光电检测器5的光敏传感器4也可以包含在抽屉元件中。密封元件使微流控装置3和光敏传感器4相对于周围环境不透光地封闭。密封元件例如可以通过槽一榫连接来构成。但是密封元件也可以通过能弹性变形的元件例如泡沫材料或橡胶密封件来构成,在抽屉元件关闭时,基于由此引起的密封元件的压缩,实现测量仪的内部空间相对于周围环境的不透光的封闭。为了将生物试样在预置之后送至微流控装置3的试样施加开口 13,抽屉元件又移出。
[0087]因此,微流控装置3可以置入到接纳装置16中并且紧接着关闭抽屉元件,而在微流控中已经没有试样材料或试样化学品,因此保证,在测量区域的测试区段中不触发化学反应。在抽屉元件关闭时并且可靠地建立微流控装置3的不透光的封闭时才实现预置并且执行为此需要的测量。紧接在预置之后,施加生物试样,为此,抽屉元件首先被打开,并且随后为了利用具有多个光电检测器5的光敏传感器4的至少一个需要的测量,该抽屉元件又被不透光地关闭。
[0088]在壳体中也可以有照明装置,例如多个LED。接纳装置16和照明装置的其他可能的实施方式以及测量装置具有带多个光电检测器5的光敏传感器4的实施方式在W02012/080339中说明,并且属于本发明的公开内容。
[0089]为了使得由人工活动引起的错误来源以及人员成本尽可能小并且因此分析的总成本尽可能小,用测试系统执行的方法应该尽可能地自动化。在人工添加试样材料即要被分析的生物试样之后,将分析所需的溶液输入到微流控装置3的试样施加开口 13中。但是这是有问题的,因为一方面要被排出的体积量应
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