用于在微流体的设备的管道系统之内运送至少一个第一介质的方法与流程

本发明涉及一种用于在微流体的设备的管道系统之内运送至少一个第一介质的方法以及一种用于执行相应的方法的微流体的设备。

背景技术：

微流体的系统允许了以高敏感性对小的样本量的分析。所述过程的自动化、小型化以及并行化此外允许了手动的步骤的减少以及由此所产生的错误的减少。

小型化尤其能够实现小的样本量的无损耗的处理。样本尤其理解为单个的细胞、所分泌的蛋白质或者无细胞的dna（cfdna）。由于所述少量的材料被转化为尽可能地小的体积，所以所述物质的浓度就比在传统的实验室系统中要高并且因此通常在分析中更敏感。这样的样本的准备通常通过流体的步骤的串联（kaskade）来实现，所述步骤应该精确地被控制。尤其蠕动式的在芯片上的泵在这个上下文中允许了小体积的限定的运动。这样的泵是精确的并且能够与回馈系统相组合。然而在蠕动式的泵的性质中存在：小的部分体积被机械地阻塞。这在芯片实验室（lab-on-chip）中通常由于流动管道（flusskanal）的变形而发生。在此，最常见的实施方式是：对着管道壁按压膜片，其中关闭了所述管道。在此，对于所述蠕动式的泵产生了所期望的效果，但是在此也能够挤压存在于流体中的材料。所述挤压对于生物材料有负面影响。如果细胞直接位于泵送阀之下，当关闭了所述泵送阀的情况下对于所述细胞而言能够产生多个负面的效果。所述效果例如是：（i）细胞在膜片上保持粘接并且不再被继续泵送。（ii）细胞发生溶解（也仅仅发生部分溶解）并且作为待分析物产生丢失。（iii）细胞被施加压力并且分泌相应的细胞因子（所分泌的信使），所述细胞因子能够利用实际的测量来干预。（iv）细胞型改变（例如转换到凋亡的状态中）。

泵送阀在使用功能化的微珠（例如带有抗体的磁性的微珠）时也不是有利的，因为所述微珠能够通过所述阀的机械运动被捕获并且被干扰或者损害了阀功能。所述效果导致了：在阀系统中通常不使用这样的微珠并且另外选择了过滤器，所述过滤器提高了微流体的结构的复杂性。泵送阀通常是微流体的网络的集成的组成部分。尤其在网络中——在所述网络中在回路中来泵送——所述分析材料必须经过所述泵送阀并且因此承受了所述干预的危险或者与所述泵送阀的不利的相互作用。

技术实现要素：

在此，按照权利要求1提出了一种用于在微流体的设备的管道系统之内运送至少一个第一介质的方法，至少包括下述步骤：

a）在所述管道系统的第一位置处提供所述至少一个第一介质；

b）借助于至少一个第二介质将所述至少一个第一介质从所述管道系统的所述第一位置运送到所述管道系统的第二位置处，所述至少一个第二介质与所述至少一个第一介质邻接；

c）仅仅当所述至少一个横截面不被所述至少一个第一介质穿流时，为了蠕动式的泵送的目的改变了所述管道系统的至少一个能穿流的横截面。

在此所提出的方案尤其允许了：提供动态的、光流体地所控制的处理，以用于生物材料和/或功能化的颗粒的无损坏的泵送。尤其描述了动态的泵送过程，所述泵送过程允许了：蠕动地泵送具有颗粒——如细胞和/或功能化的微珠——的样本材料，而泵送机制对于样本材料、尤其是所述颗粒没有负面的影响。尤其能够无干扰地在回路中来泵送。所述处理能够有利地借助于光学的系统来控制或者来监测。

优选地将流体划分为两个部分区域。在此，第一部分区域能够利用所述第一介质、和/或第二部分区域利用第二介质来形成。所述第一部分区域在此也能够称为样本区域。所述第二部分区域在此也能够被称为泵送区域。在此，尤其使用了和/或形成了双相系统（油/水）。仅仅当所述油相处于所述泵送阀中时通常才启用了所述泵送阀，在所述水相（包括样本）的情况下没有泵送。

所述至少一个第一介质尤其包括颗粒、生物材料和/或至少一个功能化的物质。所述第一介质例如能够利用流体来形成，在所述流体中包含（未溶解的）颗粒、生物材料和/或至少一个功能化的物质。所述第一介质的流体尤其是在水基上的流体，优选地是水或者含水的溶液。所述颗粒或者所述生物材料能够例如是生物细胞、无细胞的dna、循环的癌细胞、少量的细胞的所分泌的细胞因子和/或溶解细胞成分（lysat）。所述功能化的物质能够例如是所谓的（功能化的）微珠。在此尤其涉及待要研究的颗粒或者待要研究的生物材料。所述第一介质能够（因此）例如是待要研究的样本或者包含待要研究的样本。

概念“微流体的”在此通常与微流体的设备的数量级有关。所述微流体的设备的特征尤其在于：在布置在其中的流体的管道和腔室中，一般而言从属于微技术的物理现象是重要的。属于此的是：例如毛细效应、与流体的表面张力存在相互联系的效应（尤其是机械效应）。此外属于此的是：如热泳和电泳的效应。所述现象在所述微流体中相对于如重力的效应通常是占优势的。所述微流体的设备的特征也能够在于：所述设备至少部分地利用逐层的方法来制造并且管道被布置在层结构的层之间。概念“微流体的”也能够通过在所述设备之内的用于引导所述流体的横截面来表征。通常横截面例如在100μm[微米]乘100μm直至800μm乘800μm的范围中。例如在1μm至20μm[微米]的范围中、尤其在3μm至10μm的范围中的明显更小的横截面也是可行的。

所述管道系统能够包括一个或多个管道。所述管道系统优选地至少在所述管道系统的循环的范围中包括四个管道，所述四个管道彼此连接成矩形并且尤其重复地彼此相继地能穿流。所述管道通常是微流体的管道。所述管道系统此外能够包括一个或者多个腔室或者至少与它们相连接。相应的腔室能够例如是样本输入腔室、分析腔室、存储腔室和/或观察腔室。

在步骤a）中在所述管道系统的第一位置处提供了所述至少一个第一介质。所述第一位置能够例如处于接头区域中，在所述接头区域中样本输入腔室连接到或者能够连接到所述管道系统的至少一个另外的管道。所述提供尤其能够包括：所述第一介质贴靠在所述第一位置处和/或延伸直至所述第一位置。在所述第一位置的范围中例如能够设置一种阀，所述阀能够例如影响：在什么时间点并且在什么时间期间所述第一介质能够经过所述第一位置。

“提供”在此尤其能够被理解为：例如通过使得所述至少一个第一介质通过一开口注入所述微流体的设备中来将所述至少一个第一介质带到所述微流体的设备的第一位置处。但是“提供”例如也包括：所述微流体的设备在所描述的方法开始之前就已经包含至少一个第一介质。这样例如能够从供应商得到下述微流体的设备：在所述微流体的设备中已经在腔室中预先存放了所述至少一个第一介质。也可行的是：所述至少一个第一介质在步骤a）中通过结合多个物质来得到并且就这方面而言来提供。这样例如能够在所述微流体的设备中预先存放溶剂。在将样本添加到所述微流体的设备中时能够给所述样本掺入所述溶剂。所述样本在所述溶剂中的溶液能够是所述第一介质。

在步骤b）中借助于至少一个第二介质将所述至少一个第一介质从所述管道系统的所述第一位置运送到所述管道系统的第二位置处，所述至少一个第二介质与所述至少一个第一介质邻接。通常所述至少一个第一介质、所述至少一个第二介质不能彼此混合。

换句话说，在步骤b）中尤其实现了所述第一介质通过所述微流体的设备的运输。在此，所述至少一个第一介质能够特别良好地被保护。为此，尤其所述至少一个第一介质被所述至少一个第二介质优选地如此包围：使得所述至少一个第一介质仅仅与所述至少一个第二介质邻接并且可选地是附加地与所述微流体的设备的流体边界邻接。

在此，尤其所述微流体的设备的每个器壁都考虑为流体边界，所述器壁例如限定了所述微流体的设备的管道或者腔室。介质——如所述至少一个第一介质以及所述至少一个第二介质——能够在所述微流体的设备之内尤其在所述流体边界之内存在并且运动。所述流体边界能够在待要限定的流体处尤其具有如玻璃和/或塑料那样的材料。

所述至少一个第一介质尤其能够在步骤b）中受到保护以免与另外的物质产生接触。例如能够达到这一方面，其方式为所述至少一个第一介质——只要其不与流体边界存在接触——仅仅与所述至少一个第二介质存在接触。由于所述至少一个第一介质和所述至少一个第二介质通常不能彼此混合，使得所述至少一个第一介质能够在没有变化的情况下通过与所述第二介质的接触来运输。所述至少一个第二介质尤其能够被理解为用于所述至少一个第一介质的运输的辅助手段。在所述运输之后所述至少一个第一介质和所述至少一个第二介质能够彼此隔开。

所述至少一个第二介质优选地为油。也优选的是：所述至少一个第二介质是有机物质。尤其优选的是：所述至少一个第一介质是极性的并且所述至少一个第二介质是非极性的。例如当水作为第一介质并且油作为第二介质时就是这种情况。掺入了典型的属性——如吐温（tween）、曲拉通-x（triton-x）、牛血清白蛋白（bsa）和/或钙——的水能够作为含水的溶液用于所述第一介质。惰性的矿物油、硅油和/或氟化的油尤其能够用作可行的第二介质。优选地放弃了表面活性剂的使用。

利用所描述的方法使得含水的相（作为所述至少一个第一介质）的所限定的体积尤其能够在油相（作为所述至少一个第二介质）中被包围并且受控制地运动。在此，位于所述含水的相中的待分析物例如能够以受限的、少量的方式存在并且无损耗地且无稀释地在所述微流体的设备中被处理。

通过使用所述至少一个第二介质（尤其是有机的相），所述至少一个第一介质（尤其是含水的体积）能够如此被包围：例如受限的待分析物在所述至少一个第一介质中并不由于沉积或者扩散而稀释。因此，受限的样本材料（作为第一介质）的无损耗的运输尤其是可行的。这样使得局部地在微流体的小体积中所产生的溶解细胞成分例如能够从输入腔室的少量的细胞运输到在所述微流体的设备中的另外的位置处，以便以生物化学的方式处理所述溶解细胞成分。受限的材料——如dna、蛋白质和/或单个的细胞——的无损耗的运输能够实现微流体的处理单元的设计，其方式为例如在另外的位置处的加热器或者光学的单元被设置为样本输入。这能够实现所述微流体的设备的特别普遍的设计。

所述第二介质的体积或者量优选地在所述设备中和/或在所述管道系统中是恒定的。这在此也示例性地被称为所述泵送区域的封存。例如平衡容器（ausgleichsbehält）或者腔室能够在管道系统中被设置和/或与所述管道系统相连接，所述平衡容器或者所述腔室能够实现：所述第二介质的体积或者量在所述设备中和/或在管道系统中保持恒定。此外，优选地所述第二介质的所限定的部分体积或者部分量优选地在所述设备中和/或在所述管道系统在回路中输送或者循环。

此外为了运输到第二位置去，优选地将所述第一介质的在所述第一位置处所提供的总体积或者总量划分成所述第一介质的多个（更小的）尤其所限定的部分体积或者部分量。特别优选地在使用所述第二介质的优选地所限定的部分体积或者部分量和/或尤其在所述管道系统的循环的范围中所预先确定的阀操纵的情况下实现所述划分。特别优选地在所述第二位置处使得所述第一介质的总体积或者总量（尽可能地无损耗地）重新聚集，其方式尤其为：所述第一介质的各个部分体积或者部分量（逐渐地）聚集成所述第一介质的总体积或者总量。在此，在所述第一介质的在所述第二位置处所聚集的部分体积或者部分量之间尽可能地少地存在或者甚至尽可能地不存在第一介质。

这能够以有利的方式通过下述方式来实现：所述第二介质的部分体积（无损耗地）在所述设备的和/或所述管道系统的循环的范围中在回路中来输送，并且在所述回路的一点（所述第一位置）处分别将所述第一介质的部分体积布置在所述第二介质的两个部分体积之间（尤其被吸入到所述回路中），并且在所述回路的另一点（第二位置）处将所述第一介质的部分体积又释放出来（尤其从所述回路排出）。在此，所述回路（kreis）不一定描述了几何上的圆（kreis）的形状。

在步骤c）中仅仅当所述至少一个横截面不被所述至少一个第一介质穿流时，为了蠕动式的泵送的目的改变了所述管道系统的至少一个能穿流的横截面。特别的是：仅仅当所述至少一个横截面被所述至少一个第二介质和/或第三介质穿流时，为了蠕动式的泵送的目的改变了所述管道系统的至少一个能穿流的横截面。

所述管道系统至少一个能穿流的横截面尤其通过操纵至少一个阀来改变、尤其来减小和/或来扩大。所述至少一个阀在此通常至少部分地布置在所述管道系统中。为了蠕动式的泵送的目的特别有利的是：改变所述管道系统的至少两个或者甚至至少三个（紧挨着地）彼此相邻的能穿流的横截面。在所述相互关系中为了促使流体蠕动地泵送通过所述管道系统，例如能够尤其在泵送模式中或者利用泵送模式来操纵至少两个或者甚至至少三个（紧挨着地）彼此相邻的阀。

根据有利的设计方案提出了：所述管道系统的至少一个能穿流的横截面的改变为了蠕动式的泵送的目的利用至少一个阀来执行。换句话说这尤其意味着：利用阀实现了蠕动（peristaltik）。在所述相互关系中优选的是：三个（彼此共同作用的）阀形成了蠕动式的泵。

蠕动式的泵送在此能够被理解为借助于蠕动来输送流体的泵。典型的蠕动泵是软管泵，也被称为软管挤压泵。蠕动泵是挤压泵，在所述挤压泵中待要输送的介质通过外部的机械变形被按压穿过管道。微流体的蠕动泵能够通过多个阀构成。经常所使用的微流体的阀包括一种管道，所述管道能够通过由于电动的力或者磁力所致的、管道壁的运动被关闭。这样的阀产生了所述管道的（内部的）体积变化。当这样的阀以串联连接的方式沿着管道来布置时，能够通过所述阀的合适的操控来达到：出现所述管道的蠕动，所述蠕动引起了流体的输送。通过打开和关闭所述阀出现了管道的体积变化，通过所述体积变化实现了介质通过所述微流体的设备的管道的运输。蠕动式的泵具有下述优点：为此除了所述阀之外不需要（另外的）泵送的元件（例如机械地或电地工作泵送腔室）。设置多个所述阀就足够了。

对于所述蠕动式的泵送而言优选的是：存在（自动的）阀切换的可能性，按照所述阀切换，所述阀自动化地以适合于输送的顺序来操控。用于这样的操控的可行方案在此例如由三个（紧挨着地）彼此并排地存在的阀来描述，所述阀通过蠕动式的泵的一系列的打开和关闭来形成。在此，为了形象地说明就以数字的方式示出各自的阀状态，其方式为例如“1”代表“被打开”并且“0”代表“被关闭”。所述阀状态次序100、110、010、011、001、101通常产生了从左向右的运动。所述次序001、011、010、110、100、101通常产生了从右向左的流动。

根据另一有利的设计方案提出了：在所述管道系统中所布置的阀为了蠕动式的泵的目的并不作用到所述第一介质上。所述阀优选地仅仅作用到所述第二介质上。此外所述阀优选地仅仅作用到所述第二介质或第三介质上。当所述第一介质的体积向着所述阀运动并且在（即将）到达所述阀之前时和/或当所述第一介质的体积处于所述阀的能穿流的横截面之内时，尤其停止了阀的操纵。根据另一有利的设计方案提出了：所述至少一个第一介质通过下述方式被抽吸到所述管道系统的循环的范围中：所述至少一个第二介质的至少一部分从所述管道系统的第一位置流走。在此，在所述循环的范围之内优选地阻塞了直到所述第一位置的路径。此外第二介质——所述第二介质在所述循环的范围之内处在所述第一位置的下游——优选地被运送直到用于所述第二介质的腔室，从而所述第二介质的位于所述第一位置的下游的体积在所述循环的范围之内减小并且由此使得所述第一介质被吸入所述循环的范围或者所述管道系统的（共同）形成了所述循环的范围的管道中。换句话说，所述第一位置也能够代表用于所述第一介质的到所述循环的范围中的进口或者入口。

根据另一有利的设计方案提出了：所述至少一个第二介质的至少一部分在所述管道系统的（所述）循环的范围中循环。尤其所述第二介质的（预先）限定的部分体积优选地通过循环的范围来循环。在此也能够设置：所述部分体积重复地输送到与所述循环的范围相连接的用于所述第二介质的腔室中去并且又输送出来（回到所述循环的范围中）。所述第二介质的总体积在所述设备中特别优选地（基本上）是恒定的或者保持恒定。

换句话说，循环的或者圆形的走向或者“在回路中”的输送在此也能够如此来描述：所述管道系统的设计方案在所述范围中应该适合于：（必要时也根据阀位置）所述介质的或者流体的确定的体积和/或所述介质流的或者所述流体流动的确定的（随着所述流或者流动一起运动的）范围在不中断的流动中能够重复地能够经过相同的位置。

根据另一有利的设计方案提出了：所述管道系统的（所述）循环的范围的部分范围在所述设备的规律的运行期间不被所述至少一个第一介质穿流。这样的部分范围——阀处于所述部分范围中——优选地不被所述至少一个第一介质穿流。所述部分范围优选地仅仅被所述第二介质和/或第三介质穿流。此外在所述规律的运行期间第二介质和/或第三介质优选地始终处于所述部分范围中。“规律的”运行在此尤其被理解为所述设备在没有阀停止运转的情况下的运行。

在所述相互关系中此外优选的是：至少所述第一位置或者所述第二位置处在所述部分范围的上游或者下游。所述第一位置优选地紧挨着地位于所述部分范围的下游。换句话说这尤其意味着：所述部分范围紧挨着地（沿着规律的涌流方向通过所述循环的范围）在所述第一位置前方和/或在所述第一位置处结束。此外所述第二位置优选地紧挨着地位于所述部分范围的上游。换句话说这尤其意味着：所述部分范围紧挨着地（沿着规律的涌流方向通过所述循环的范围）在所述第二位置后方和/或在所述第二位置处结束。

根据另一有利的设计方案提出了：所述至少一个第一介质通过下述方式从所述管道系统的循环的范围排出：所述至少一个第二介质的至少一部分涌流到所述管道系统的第二位置上。当所述第一介质达到第二位置处时，在所述第二位置的下游的或者离开所述第二位置的路径在此优选地在所述循环的范围之内被阻塞。这以有利的方式为此作出贡献：所述第一介质必须离开所述循环的范围直至所述第二位置并且不能继续（尤其不在上方所描述的部分范围中）在所述循环的范围中涌流。在此，所述第二介质通常将所述第一介质推到自己前方并且从所述循环的范围推出来。换句话说，所述第二位置也能够代表用于所述第一介质的来自所述循环的范围的出口或者排出口。

根据另一有利的设计方案提出了：在视觉上监测所述至少一个第一介质的运送。优选地机械地在视觉上监测所述至少一个第一介质的运送。特别优选地借助于至少一个光学的传感器、如相机来实现在视觉上的监测。根据另一有利的设计方案提出了：所述至少一个第一介质的运送通过与所述管道系统相连接的腔室的填充度来监测。所述填充度优选地在视觉上例如利用相机来检测或者探测，所述相机指向（具有至少在部分区段上透明的或者透视的腔室壁的）所述腔室。

根据另一有利的设计方案提出了：所述至少一个第一介质的运送通过与所述至少一个第二介质邻接的至少一个第三介质来监测。通常所述第三介质不能与所述第一介质和/或所述第二介质混合。所述第三介质的尤其（预先）限定的体积优选地通过所述第二介质的尤其（预先）限定的体积被所述第一介质隔开和/或间隔开，尤其被所述第一介质的（预先）限定的体积隔开和/或间隔开地。所述第三介质优选地是颜料。所述颜料的颜色通常区别于的所述第二介质的和/或所述第一介质的颜色。适合作为颜料的尤其是葡萄聚糖（dextrane）、优选地是用荧光颜料来标记的那些。可以替代或者可以累积的是：例如能够使用（纯的）荧光团作为颜料。

例如能够在存储腔室中预先存放所述第三介质。此外所述管道系统能够如此设计：当第一介质涌流到分析腔室中时，使得所述第三介质离开所述存储腔室直至观察腔室。在此特别优选的是：涌流到所述观察腔室中的所述第三介质的体积与涌流到分析腔室中的所述第一介质的体积成比例。当（仅仅）能够监测所述观察腔室的填充度时，这以有利的方式能够实现对于所述分析腔室的填充度的容易的推断。

特别优选的是：所述至少一个第一介质的运送通过与所述至少一个第二介质邻接的第三介质的在视觉上所检测的填充度在与所述管道系统相连接的腔室中来监测。当分析腔室或者所述第一介质在腔室中的填充度不能（直接地）在视觉上来检测时，这是特别有利的。换句话说这尤其意味着：这能够有助于第一介质的填充度在腔室中的间接的检测。

根据另一方面也提出了微流体的设备，所述设备被设计用于执行在此所提出的方法。所述微流体的设备的阀尤其如此来布置和/或来操控：使得所述阀不被所述第一介质穿流和/或所述阀不干扰所述第一介质通过所述阀的流动。优选地如此布置所述阀中的至少若干个阀：使得所述至少若干个阀不被第一介质穿流。此外优选的是：如此操控所述阀中的至少若干个阀：使得所述至少若干个阀不干扰所述第一介质通过这些阀的流动。

所述微流体的设备尤其能够是所谓的“芯片实验室”（“labonachip”）或者是“定点照顾”系统（“point-of-care”system（poc））。这样的“芯片实验室”被确定并且被设计用于执行生物化学的处理。这意味着：宏观的实验室的功能例如被集成到塑料基底中。所述微流体的设备能够例如具有管道、反应腔室、预先存放的试剂、阀、泵和/或执行-、探测-及控制单元。所述微流体的设备能够实现：全自动地进行生物化学的处理。因此例如能够对于液态的样本执行测验。这类的测验例如能够用于药物中。所述微流体的设备也能够被称为微流体的罐筒（kartusche）。尤其通过将样本输入所述微流体的设备中能够在所述微流体的设备中执行生物化学的处理。在此，也能够为所述样本混合附加的物质，所述物质触发、加速和/或能够实现生物化学的反应。

与所述方法相联系地所讨论的细节、特征以及有利的设计方案能够相应地也在这里所介绍的设备中出现并且反之亦然。就这方面来说，完全地参考了那里的实施方案以便更详细地表征所述特征。

附图说明

在此所介绍的方案以及其技术环境接下来借助于附图更详细地解释。表明了：本发明不应该被所示出的实施例所限制。只要没有明确地以其他方式示出，那么尤其也可行的是：提取在附图中所解释的事实的部分方面并且与来自另外的附图和/或当前的描述的另外的组成部分和/或知识来组合。示意性地示出了：

图1示出了在此所提出的方法的示例性的流程图；

图2示出了在此所提出的微流体的设备的示例性的工作方式；

图3示出了在此所提出的微流体的设备的另外的示例性的工作方式；

图4示出了在此所提出的微流体的设备的另外的示例性的工作方式；

图5示出了在此所提出的微流体的设备的另外的示例性的工作方式；

图6示出了在此所提出的微流体的设备的另外的示例性的工作方式；

图7示出了在此所提出的微流体的设备的另外的示例性的工作方式；

图8示出了在此所提出的方法到光流体的系统中的示例性的执行方案；并且

图9示出了根据图8所述的系统的细节图。

具体实施方式

图1示意性地示出了在此所提出的方法的示例性的流程图。所述方法用于在微流体的设备3的管道系统2之内运送至少一个第一介质1。步骤a）、b）和c）的利用模块110、120和130所示出的顺序通常在规律的运行流程中得出。此外所述步骤a）、b）和c）也能够至少部分地并行地或者甚至同时地来执行。在模块110中在所述管道系统2的第一位置6处提供了所述至少一个第一介质1，所述第一位置例如在图5b）中被表示出来并且其一般形成了到所述管道系统2中的接头点、接头或者入口。在模块120中借助于至少一个第二介质4将所述至少一个第一介质1从所述管道系统2的所述第一位置6运送到第二位置7处，所述至少一个第二介质与所述至少一个第一介质1邻接。在模块130中仅仅当所述至少一个横截面不被所述至少一个第一介质1穿流时，为了蠕动式的泵送的目的改变了所述管道系统2的至少一个能穿流的横截面。

图2示意性地示出了在此所提出的微流体的设备3的示例性的工作方式。统一地使用了附图标记，从而能够完全地参考相对于前述附图的实施方案。

图2示例性地示出了在此所介绍的方案的基本原理。待要泵送的流体——所述流体包括所述第一介质1和所述第二介质4——在此是双相系统。待要泵送的流体在此被划分为两个（对应于所述相的）区域，即利用所述第一介质1来形成的样本区域以及利用所述第二介质4来形成的泵送区域。换句话说这尤其意味着：所述流体的区段和/或所述流体的延伸通过所述管道系统2的区段——在所述区段中存在着所述第一介质1——被称为样本区域；并且这样的部分——在所述部分中存在着所述第二介质4——被称为泵送区域。

所述样本区域或者所述第一介质1——在所述第一介质中存在着在此示例性地以颗粒13形式的待分析物并且所述第一介质通常仅仅是小体积——是所述流体的部分，泵送阀并不应该作用到所述部分上。如果所述样本区域或者所述第一介质1存在于附近或者直接地存在于阀8之下，那么所述阀就并未被促动或者保持在所述位置中，在其中所述阀处于所述时刻中或者尽可能地迅速地（完全地）打开（即转化到（完全地）打开的阀位置中），因此尽可能地没有产生由于阀8所致的对于所述样本的——在此是对于述颗粒13的——损坏。所述流体的其余的部分是所述泵送区域或者所述第二介质4。这在此例如是有机的相（优选是惰性的油），阀8可以作用到所述相上并且能够用于所述泵送。所述样本区域或者所述第一介质1的范围不必强制性地为连续的，而是也能够由多个泵送区域或者具有第二介质4的范围来隔开。

所述阀8的阀位置在附图中（统一地）如下来表示：叉或者“x”代表（完全地）关闭的阀，即处于（完全地）关闭的阀位置中的阀。圆圈或者“o”代表（完全地）打开的阀，即处于（完全地）打开的阀位置中的阀。带有箭头的圆圈或者“o”或者仅仅一箭头代表泵送的阀，即处于泵送模式中的阀。为了所述泵送，在此通常设置了或者特别有利的是至少三个（紧挨着地）相邻的阀8的共同作用。

图3示意性地示出了在此所提出的微流体的设备3的另外的示例性的工作方式。统一地使用了附图标记，从而能够完全地参考相对于前述附图的实施方案。

在图3中示例性地示出了：为了蠕动式的泵送的目的，利用至少一个阀8来执行所述管道系统2的至少一个能穿流的横截面的改变。在此，示例性地三个（紧挨着地）相邻的阀8共同分别形成了蠕动式泵。所有阀8按照根据图3的图示处于泵送模式中。此外在图2中例如示出了：在所述管道系统2中所布置的阀8为了蠕动式的泵送的目的并不作用到所述第一介质1上。能够识别的是：处于泵送模式中的阀8仅仅作用到所述第二介质4上。

在图3中在所述相互关系中描述了在具有在图2中示例性地示出的流体系统的管道2中可行的泵次序。所述图3示出了具有八个阀8的管道2，所述八个阀能够用于蠕动式的泵送。对于一个泵而言最少使用了三个泵送阀。如果现在所述第一阀组——即上方三个（紧挨着地）相邻的阀8（参照图3a）——的样本区域或者第一介质1靠近，那么就关掉了（ausschalten）所述阀（参见图3b）。如果所述泵送区域或者所述第二介质4又在所述阀8中流动，那么所述阀就又被激活或者转化到泵送模式中（参见图3c）。通过所述两个区域或者介质1、4的位置和相应的组成方案使得对于所述泵送始终存在足够阀8能供使用，而不必由于泵送阀使得所述样本区域或者所述第一介质1被干扰。

图4示意性地示出了在此所提出的微流体的设备3的另外的示例性的工作方式。统一地使用了附图标记，从而能够完全地参考相对于前述附图的实施方案。

按照根据图4图示示出了：所述管道系统2具有循环的范围5。在所述循环的范围5中圆形地延伸了所述管道系统2的管道，所述管道因此（根据阀位置）允许了介质或者流体在回路中的输送，换句话说允许了介质或者流体通过所述管道的循环，所述管道形成了所述管道系统2的循环的范围5。然而循环的或者圆形的走向或者“在回路中”的输送与在此所提出的方案相结合并不强制地以管道的几何上的圆形或者弯曲的走向为前提。相反，所述管道也能够以矩形的方式来布置，正如这例如也在图4中所示出的那样。换句话说，循环的或者圆形的走向或者“以圆的方式”的输送在此也因此能够如此来描述：所述管道系统2的设计方案在所述范围中应该适合于此：所述介质的或者所述流体的确定的体积和/或所述介质-流动的或者所述流体涌流的确定的（随着所述流动或者所述涌流一起运动的）范围在不中断的流动中能够（必要时也根据阀位置）重复地能够经过相同的位置。

在所述相互关系中，在图4中示出了在管道5的循环的网络中的泵演替。仅仅当所述泵送区域或者所述第二介质4处在所述阀8中时，阀8在此也发生泵送。正如已经提到的那样，所述样本区域也能够通过泵送区域被隔开地被划分为多个样本区域。

图5示意性地示出了在此所提出的微流体的设备3的另外的示例性的工作方式。统一地使用了附图标记，从而能够完全地参考相对于前述附图的实施方案。

图5示出对于具有循环的范围5的管道系统2而言的另外的示例。能够识别的是：（根据所述阀8的位置）所述至少一个第二介质4的至少一部分在所述管道系统2的循环的范围5中能够循环或者能够被循环。

在图5a中示例性地示出了：所述至少一个第一介质1能够通过下述方式被抽吸到所述管道系统2的循环的范围5中：所述至少一个第二介质4的至少一部分从所述管道系统2的第一位置6涌流离开。此外尤其与图5b相结合地例如示出了：所述管道系统2的循环的范围5的部分范围9（以及示例性地哪个部分范围）在设备3的规律的运行期间不应该被所述至少一个第一介质1穿流。在所述相互关系中也能够识别：所述第一位置6和所述第二位置7在此示例性地处在所述部分范围9的上游或者下游。

借助于图5c例如示出了：所述至少一个第一介质1通过下述方式能够从所述管道系统2的循环的范围5排出：所述至少一个第二介质4的至少一部分涌流到所述管道系统2的第二位置7上。在此，所述第二介质4将所述第一介质1按照根据图5c的图示推到自己前方。

图5尤其示出了在此所介绍的方案的实施变型方案，在所述实施变型方案中进行了受控的、自动的区域划分并且所述样本溶液或者所述介质1能够无干扰地并且无损耗地运输。为此，所述设备具有循环的单元，尤其所述管道系统2具有循环的范围5，所述单元或者范围原则上能够任意地被装入在所述样本的样本输入腔室与目标确定腔室（如分析腔室）之间。

在图5a中示出了第一步骤，在所述第一步骤中所述样本材料或者所述第一介质1被吸引到所述管道系统2的循环的单元或者循环的范围5。在此，从在此未更详细地示出的样本输入——所述样本输入处于所述第一位置6的上游——被泵送到在此未更详细地示出的油箱，所述油箱与在图5中在左下方所示出的、管道系统2的端部相连接。所述油箱能够例如利用在此未更详细地示出的腔室（参照图6，腔室10）来形成，在所述腔室中能够准备好第二介质4。因此，所述第二介质4在此示例性地为油。换句话说，所述第二介质4形成了油相，借助于所述油相能够运送所述第一介质1。

如果所述样本处于所述循环的范围5中，那么在图5b中所示出另一（第二）步骤中停止了所述泵送过程并且随后正如在图5c中所示出的那样在另一（第三）步骤中改变了所述泵形势，从而从所述油箱泵送到在此未更详细地示出的样本确定腔室。所述样本确定腔室在所述第二位置7处与所述循环的范围5相连接。

如果所述泵送区域（油相）或者所述第二介质4正如在图5d中所示出的那样达到了所述泵送区域的或者所述循环的范围5的右下边缘，那么（重新）停止了所述泵送。在图5e中示出了：现在又利用第一步骤（按照图1）来泵送，又达到了按照所述第二步骤或者图5b的形势；按照图5f又能够使用来自所述第三步骤或者图5c的形势。这能够一直重复，直至整个的样本区域或者整个的第一介质1已经经过了所述循环的单元或者所述循环的范围5。

所述泵送阀在此尤其位于所述循环的系统的左下方的管道中（按照根据图5的图示）。所述泵送阀在此长期地利用油或者第二介质4来填充并且尤其仅仅由泵送相组成。应该避免样本材料或者第一介质1到所述区域中的回流。

为此也能够作出贡献的是：在输送器管道（在所述第一位置6的上游）以及带离器管道（在所述第二位置7的下游）中相应地关闭在此未更详细地示出的阀。尤其因为能够期望：所述样本处于所述第一介质1的受限制的体积中并且在两个油相或者两个具有两个第二介质4的区段之间被包围，所以能够关闭所述阀。

所需的泵送步骤的数目能够例如通过所述管道的固定的几何形状来控制。此外所述泵送区域或者所述第二介质4在根据图5的示例中被封存并且在所述泵送过程期间在两个最终位置之间晃动。

图6示意性地示出了在此所提出的微流体的设备3的另外的示例性的工作方式。统一地使用了附图标记，从而能够完全地参考相对于前述附图的实施方案。

在图6中示例性地示出了：能够在视觉上监测所述至少一个第一介质1的运送。此外在此示出了：所述至少一个第一介质1的运送能够通过与所述管道系统2相连接的腔室10的填充度12来监测。此外在图6中示例性地示出了：所述至少一个第一介质1的运送能够通过与所述至少一个第二介质4邻接的至少一个第三介质11来监测。

尤其在根据图6的示例性的工作方式中，所述至少一个第一介质1的运送通过与所述至少一个第二介质4邻接的第三介质11的在视觉上所检测的填充度12在与所述管道系统2相连接的腔室10中来监测。为了在视觉上的检测例如能够使用光学的传感器、如相机。

在所述相互关系中在图6中示出了实施变型方案：如何能够示例性地光流体地控制或者监测按照图5的实施变型方案。这一定程度上是在此所描述的过程的特别有利的方面，因为样本的不同的粘度、罐筒差异（kartuschenvarianz）或装置差异能够导致在泵送循环中的差异。因此，根据图6的实施变型方案实现了在视觉上的控制的示例性的基本原理，所述基本原理尤其用于来自图5的系统。在此，在第二介质4处利用了所述泵送区域的封存或者基本上恒定的体积并且例如在左下方的进入管道与在视觉上能读出的腔室10耦联。所述腔室10在最终状态中例如一半用颜料来充注（参照图6a）。所述颜料在此表示了对于第三介质11而言的示例。所述腔室的剩下的部分用油来填充，所述油在此代表了对于所述第二介质4而言的示例。

如果现在所述泵送相或者所述第二介质4发生运动，那么所述颜料或者所述第三介质11也一起运动。如果在到具有所述颜料的腔室10去的进入管道中还预先存放（vorlagern）了更多的颜料，那么所述腔室10就缓慢地用全部的颜料来灌满（参照图6b）。所述颜料的体积通常提前如此被计算并且被充注：使得在第二最终状态中完全地充注了所述腔室10（参见图6c）。如果现在所述泵又反转，那么所述颜料就又运动回去（参见图6d）并且又接受所述第一最终状态的充注。

所述填充状态现在能够例如利用腔室来跟踪（优选地经由荧光、但是也可以是亮视野模式（hellfeldmodus））。所述观察腔室10的充注状态或者填充度12因此能够与泵送机构耦联并且在原本位置来确定：所述泵是否必须反转以及所述泵送相或者所述第二介质4在所述管道系统2的循环的结构或者所述循环的范围5中目前处于何处。在图6e中说明了第二介质4和第三介质11的填充状态的从属的、示例性的在时间上的变化曲线。

图7示意性地示出了在此所提出的微流体的设备3的另外的示例性的工作方式。统一地使用了附图标记，从而能够完全地参考相对于前述附图的实施方案。

在图7中示出了一种实施变型方案，在实施变型方案中利用了图6的原理，以便控制用样本或者第一介质1对于腔室15的充注。所述腔室15被表示在图7c中并且在图7a和7b分别被示出。在图7a中所述腔室15用所述第二介质4来充注。在图7b中所述腔室15已经部分地用所述第一介质1并且还部分地用所述第二介质4来充注。在图c中所述腔室15完全地用所述第一介质1来充注。在此，所述腔室15——所述腔室也能够被称为样本腔室15或分析腔室15——在光学上无法进入。当例如必须填充pcr-腔室时能够例如出现这种形势，所述pcr-腔室从上方和下方被加热元件遮挡并且不能完成记录（aufnahmen）。

在此，所述样本腔室15或者分析腔室15在这里示例性地与两个另外的腔室——即存储腔室14和（在光学上能进入的）观察腔室10——相连接。所述存储腔室14在原始位置或者初始情况中（参照图7a）完全地用颜料或者第三介质11来填充。所述观察腔室10允许了在视觉上的观察。所述样本材料或者第一介质1能够被引导到所述分析腔室15（参见图7b）。所述第一介质1优选地利用按照图5的实施变型方案被引导到所述分析腔室15。然后所述样本或者所述第二介质1通过所述两个相邻的腔室10、14被泵送到所述样本-或者分析腔室15中（参见图7b具有在下方的管道中的关闭的阀8）。在此，所述颜料或者所述第三介质11从所述预先存放部（vorlagerung）或者所述存储腔室14运动到在光学上能进入的腔室10中。通过获取体积然后能够通过所述腔室10的充注或者在所述腔室10中对于第三介质11的填充度12得出所述样本腔室15的充注。

图8示意性地示出了在此所提出的方法到光流体的系统16中的示例性的执行方案。图8在所述相互关系中示出了以上所列举的过程到光流体的系统16中的示例性的执行方案。相机17在此与（泵送-）控制软件18相通信，所述（泵送-）控制软件评估了图像并且向所述光流体的系统16的气动的单元19发送了指令：是否需要另外的泵送步骤。

图9示意性地示出了根据图8的系统的细节图。在所述相互关系中图9示例性地示出了所述（泵送-）控制软件18到流体的流程中的集成。在此，在模块20中分别泵送了一循环。紧接着在模块21中记录了图像，评估了所述泵送过程的状态并且确定了：是否必须用哪个阀并且沿着哪个方向来继续泵送或者所述（泵送-）控制软件18和点22是否能够结束并且在所述流程中继续进行。

在此所提出方案尤其允许了下述优点中的一个或多个优点：

•细胞和功能化的微珠（beads）能够在蠕动地泵送的系统上精确地使用和运动，而不出现对于泵送或者待分析物的干预。

•稀有的细胞材料如干细胞、循环的肿瘤细胞、免疫细胞的亚型（例如抗原专用的t-细胞）能够在芯片（chip）上无干扰地处理。因为所述细胞通常以最小的量出现，所以每个所失去的细胞对于实际的分析而言是较大的损耗。也积极地降低了能够改变所述细胞型的机械压力。

•通过使用双相系统能够再次降低实际的样本体积，因为所述泵送区域——所述泵送区域否则会是稀释的死体积——利用本发明通过惰性的体积来替代。所述体积也能够相应地动态地适配所述样本。所述微流体的体积因此不仅仅通过几何形状来控制。

•可能的纯化或者浓缩能够在芯片上借助于功能化的微珠来实现。此外能够有利地放弃过滤器在微流体的网络中的装入。除了过滤器的复杂的集成之外（对于不同的纯化而言通常取决于材料）也能够降低所使用的清洗体积。

•有独创性的处理实现了所述基本原理以实施对于小体积的在芯片上的分类。单个细胞借助于蠕动式的泵的处理能够实现不同的细胞的分类和浓缩。这样能够从具有少量的材料的受限制的样本有针对性地提取并且有期望地收集（聚集）所期望的细胞亚型。与例如活检的样本提供的相比，标准方法、如流式细胞术此外通常需要更多的体积以及样本材料。

•循环的泵送允许了分类过程借助于蠕动式的泵送进行的重复。如果所述泵送没有损坏细胞，那么所述泵送就特别适合于少量的稀有的细胞材料。

•所述设计特别适合于到光流体的系统中的集成。借助于相机图在原本位置中的评估能够控制和操纵泵送过程，以便达到所期望的泵送结果。

•在现有的微流体的系统中——在所述系统中通过阀来控制流体的流程——不必强制地集成新的明确地用于所述泵送的阀。所述泵送能够通过对于现有的阀经由软件控制进行的动态地所控制的使用来实现。

•所述泵能够经由相机和流动网络（flussnetzwerk）的几何形状来控制。这能够实现回馈系统（反馈系统（feedbacksystem））的使用。由此不必强制地预先编译泵送循环并且能够在实验中适配所述泵送循环。当样本与样本的粘度发生波动时这是特别有利的。

•当并非整个系统能够从腔室来观察时，也能够执行所述光流体的控制系统。通过管道系统与颜料的合适的结合能够控制腔室的泵送速度和充注，而不必直接关注这些情况。