DE102010028012A1 - Liquid control for micro flow system - Google Patents
Liquid control for micro flow system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010028012A1 DE102010028012A1 DE102010028012A DE102010028012A DE102010028012A1 DE 102010028012 A1 DE102010028012 A1 DE 102010028012A1 DE 102010028012 A DE102010028012 A DE 102010028012A DE 102010028012 A DE102010028012 A DE 102010028012A DE 102010028012 A1 DE102010028012 A1 DE 102010028012A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- flow
- pentadecane
- flow system
- transport
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
- F04B19/006—Micropumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
- F04B19/20—Other positive-displacement pumps
- F04B19/24—Pumping by heat expansion of pumped fluid
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen gesteuerten Transport einer Flüssigkeit innerhalb eines Durchflusssystems, insbesondere eines Mikrodurchflusssystems. Erfindungsgemäß wird der Transport einer wässrigen Flüssigkeit in einem Durchflusssystem vor allem mit Hilfe von Pentadecan, also C15H32 gesteuert wird. Hierfür wird ein Durchflusssystem bereitgestellt, welches Pentadecan zur Steuerung eines Flüssigkeitstransports innerhalb des Durchflusssystems umfasst. Das Durchflusssystem wird zwecks Steuerung mit Pentadecan ganz oder teilweise geflutet.The invention relates to a method and a device for the controlled transport of a liquid within a flow system, in particular a micro flow system. According to the invention, the transport of an aqueous liquid in a flow system is controlled primarily with the aid of pentadecane, that is to say C15H32. For this purpose, a flow system is provided which includes pentadecane for controlling liquid transport within the flow system. The flow system is completely or partially flooded with pentadecane for control purposes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen gesteuerten Transport einer Flüssigkeit innerhalb eines Durchflusssystems, insbesondere eines Mikrodurchflusssystems.The invention relates to a method and a device for a controlled transport of a liquid within a flow-through system, in particular a micro-flow system.
Ein Mikrodurchflusssystem ist eine Vorrichtung mit Kanälen, deren Durchmesser kleiner als 1 mm ist. Insbesondere sind die Kanaldurchmesser maximal 150 μm groß. Ein solches Mikrodurchflusssystem wird in der Regel unter Anwendung von Halbleitertechniken hergestellt. Es ist daher auch bekannt, Halbleiter als Material zu wählen, um Kanäle zu fertigen. Aber auch andere Materialien wie Polymere oder Glas können eingesetzt werden. Ein Mikrodurchflusssystem im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst dann Kanäle und Bauteile, die in ein Substrat integriert sind. Aus der Druckschrift
In der pharmazeutischen Industrie werden täglich mehrere hunderttausend verschiedene Substanzen auf ihre Eignung als Ausgangsstoffe für neue Medikamente untersucht. Derartige Anforderungen haben zur Konsequenz, dass Bedarf für Mikrodurchflusssysteme besteht, mit denen kleinste Flüssigkeitsmengen präzise gehandhabt werden können. Mikrodurchflusssysteme werden auch in der industriellen Verfahrenstechnik eingesetzt, um kleinste Flüssigkeitsmengen schnell und gleichmäßig miteinander zu vermischen. Auf biochemischem Gebiet werden Mikrosysteme für die Analyse von biologischen Proben verwendet.In the pharmaceutical industry, several hundred thousand different substances are tested daily for their suitability as starting materials for new drugs. Such requirements have the consequence that there is a need for micro flow systems that can handle minute amounts of liquid precisely. Micro flow systems are also used in industrial process engineering to quickly and evenly mix the smallest quantities of liquid. In the biochemical field microsystems are used for the analysis of biological samples.
Mikrodurchflusssysteme sind sehr klein und werden zunehmend kleiner gebaut. Die eingesetzten Bauteile müssen entsprechend klein sein. Es besteht daher ein ständiger Bedarf an einer weiteren Miniaturisierung der verwendeten Bauteile.Micro flow systems are very small and are being built increasingly smaller. The components used must be correspondingly small. There is therefore a constant need for further miniaturization of the components used.
Sogenannte Lab-on-a-Chip-Systeme, zum Beispiel bekannt aus den Druckschriften „
In Durchflusssystemen werden Ventile benötigt, um Stoffflüsse zu steuern und/oder Reaktionskammern zu öffnen oder zu verschließen. Dazu werden meist mechanische Ventile (Drehventile etc.) benutzt, die mechanisch bewegt werden müssen, um den Öffnungszustand zu verändern. Vielfach besteht bei Durchflusssystemen der Bedarf, eine erste Flüssigkeit dosiert einer zweiten Flüssigkeit zuzufügen. Nach dem Stand der Technik ist dafür ein entsprechendes System an Leitungen und Ventilen erforderlich, um eine solche Dosierung vorzunehmen.In flow systems, valves are needed to control material flows and / or open or close reaction chambers. For this purpose, usually mechanical valves (rotary valves, etc.) are used, which must be moved mechanically to change the opening state. In many cases there is a need in flow-through systems for adding a first liquid to a second liquid in a metered manner. According to the state of the art, a corresponding system of lines and valves is required to make such a dosage.
Ein mechanisch Ventil für das Öffnen und Schließen eines Kanals ist aus der Druckschrift
In mikrofluidischen, automatisierten Systemen müssen die verwendeten Ventile hinreichend klein dimensioniert werden, was hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der Ventile stellt. Weiterhin ist die Ventilsteuerung durch Stellmotoren oder ähnliches im Betreibergerät eines solchen LoC-Systems sicherzustellen.In microfluidic, automated systems, the valves used must be dimensioned sufficiently small, which places high demands on the manufacturing accuracy of the valves. Furthermore, the valve control by servomotors or the like in the operator device of such a LoC system is to ensure.
Speziell für den Einsatz im mikrofluidischen Bereich findet man daher im Stand der Technik alternative Ventilkonzepte, die das Öffnen bzw. Schließen von Kanälen ohne mechanische Ansteuerung gewährleisten. Bei diesen Konzepten handelt es sich um Wachs-, Paraffin-, Verfestigungs- bzw. Vereisungsventile. Ihre Vorteile liegen in ihrer geringen Größe (sie sind quasi Bestandteil des zu kontrollierenden Kanals) und darin, dass für ihre Steuerung meist keine zusätzliche Mechanik von Nöten ist. In der Regel werden Phasenübergänge von fest (einschließlich wachsförmig) nach flüssig und umgekehrt ausgenutzt. Derartige Ventile gehen aus den Druckschriften „
Eine Vereisung benötigt abhängig vom verwendeten Puffer nachteilhaft relativ tiefe Temperaturen von bis zu –20°C, bevor ein Vereisungsventil vereist und damit schließt. Wachsventile sind je nach Bauart nur ein- bis zweimal schaltbar und benötigen je nach Bauart eine aktive Ansteuerung über Pumpmechanismen zum Bewegen des Wachses. Bekannte Eis- und Wachsventile lösen nicht das Problem der Bildung von Lufteinschlüssen bei Erstbefüllung von mikrofluidischen Kanal-/Kavitätssystemen. Zur Verwendung von Wachsventilen muss zusätzlich zum Herstellungspozess der fluidischen Kartusche noch Wachs in den entsprechenden Bereichen positioniert werden, was einen erhöhten Herstellungsaufwand bedeutet.Depending on the buffer used, icing disadvantageously requires relatively low temperatures of up to -20 ° C before an icing valve freezes and thus closes. Depending on the design, wax valves can only be switched once or twice and, depending on the design, require active activation via pump mechanisms for moving the wax. Known ice and wax valves do not solve the problem of the formation of air pockets during initial filling of microfluidic channel / cavity systems. To use wax valves, in addition to the manufacturing process of the fluidic cartridge, wax must still be positioned in the respective areas, which means an increased manufacturing cost.
Es ist dem genannten Stand der Technik gegenüber Aufgabe der Erfindung, die Steuerung von einem mikrofluidischen Kanal weiterzuentwickeln.It is the object of the invention to further develop the control of a microfluidic channel.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem der Transport einer ersten, insbesondere wässrigen Flüssigkeit in einem Durchflusssystem mit Hilfe einer zweiten angrenzenden Flüssigkeit und zwar insbesondere Pentadecan, also C15H32 durch ganz oder teilweises Fluten des Durchflusssystems gesteuert wird. Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch ein Durchflusssystem gelöst, welches die zweite Flüssigkeit und zwar insbesondere Pentadecan zur Steuerung eines Flüssigkeitstransports innerhalb des Durchflusssystems umfasst. Die zweite Flüssigkeit ist so ausgewählt, dass diese in der zu steuernden ersten Flüssigkeit nicht gelöst werden kann und mit der ersten Flüssigkeit nicht vermischt. Es handelt sich also bei der zweiten Flüssigkeit um eine hydrophobe Flüssigkeit, wenn die erste Flüssigkeit eine wässrige Flüssigkeit ist. Außerdem liegt die Temperatur der ersten Flüssigkeit, die bewirkt, dass die erste Flüssigkeit aufhört zu fließen, unterhalb der Temperatur der zweiten Flüssigkeit, die bewirkt, dass die zweite Flüssigkeit aufhört zu fließen. Im Fall von Ölen ist eine solche Temperatur unter der Bezeichnung „Stockpunkt” bekannt.The object of the invention is achieved by a method in which the transport of a first, in particular aqueous, liquid in a flow-through system with the aid of a second adjacent liquid, in particular pentadecane, ie C 15 H 32 , is controlled by completely or partially flooding the flow-through system. The object of the invention is also achieved by a flow-through system which comprises the second liquid, in particular pentadecane, for controlling a liquid transport within the flow-through system. The second liquid is selected so that it can not be dissolved in the first liquid to be controlled and not mixed with the first liquid. Thus, the second liquid is a hydrophobic liquid when the first liquid is an aqueous liquid. In addition, the temperature of the first liquid that causes the first liquid to stop flowing is below the temperature of the second liquid that causes the second liquid to stop flowing. In the case of oils, such a temperature is known as "pour point".
Verfahrensgemäß befindet sich innerhalb des Durchflutungssystems die erste und zweite Flüssigkeit in wenigstens einem Kanal und/oder wenigstens einer Kammer. Die erste und die zweite Flüssigkeit grenzen unmittelbar aneinander an. Beide Flüssigkeiten bewegen sich gemeinsam innerhalb des Durchflusssystems, um so einen Transport bzw. eine Bewegung der ersten Flüssigkeit innerhalb des Durchflusssystems zu erhalten. Die Bewegung der ersten Flüssigkeit wird gestoppt, indem zumindest ein Teil der zweiten Flüssigkeit bis zum Erreichen der Temperatur abgekühlt wird, die bewirkt, dass die zweite Flüssigkeit aufhört zufließen. Vorzugsweise wird allerdings nicht derart abgekühlt, dass die Temperatur erreicht wird, die bewirkt, dass die erste Flüssigkeit ebenfalls aufhört zu fließen. So wird sichergestellt, dass die erste Flüssigkeit stets fließfähig bleibt. Es kann dann besonders schnell und einfach der Transport der ersten Flüssigkeit gestoppt und begonnen oder fortgesetzt werden.According to the method, within the flow-through system, the first and second liquid are located in at least one channel and / or at least one chamber. The first and second liquids immediately adjoin one another. Both fluids move together within the flow system so as to obtain a transport or movement of the first fluid within the flow system. The movement of the first liquid is stopped by cooling at least a portion of the second liquid until it reaches the temperature that causes the second liquid to cease to flow. Preferably, however, it is not cooled so as to reach the temperature that causes the first liquid also to stop flowing. This ensures that the first liquid always remains flowable. It can then be particularly quickly and easily stopped the transport of the first liquid and started or continued.
Pentadecan ist ein wasserunlöslicher, stark hydrophober, stark benetzender Stoff mit einem Stockpunkt von 5° bis 10° und der somit oberhalb von Schmelztemperaturen von wässrigen Lösungen aufhört zu fließen. Aufgrund dieser Eigenschaften kann mit Hilfe von Pentadecan eine wässrige Flüssigkeit durch gewünschte Bereiche des Durchflusssystems, insbesondere umfassend ein oder mehrere Kanäle und/oder ein oder mehrere Kammern, transportiert werden, indem Pentadecan die wässrige Flüssigkeit vor sich her schiebt oder hinter sich her zieht. Aufgrund der stark hydrophoben Eigenschaften des Pentadecans findet dabei kein oder zumindest praktisch kein Vermischen mit der wässrigen Flüssigkeit statt. Pentadecan kann zuerst einen in gewünschten Bereich des Durchflusssystems hinein gepumpt werden. Aufgrund der stark benetzenden Eigenschaften des Pentadecans gelingt dies grundsätzlich problemlos blasenfrei. Wird im Anschluss daran die wässrige Flüssigkeit in den gewünschten Bereich gepumpt, so verdrängt die wässrige Flüssigkeit Pentadecan vollständig und befindet sich damit blasenfrei im vorgesehenen Bereich des Durchflusssystems. Anschließend kann erneut Pentadecan in den vorgesehenen Bereich hineingepumpt werden, um nun die Flüssigkeit vollständig aus diesem Bereich herauszudrücken. Die Schritte können also reversibel durchgeführt werden.Pentadecane is a water-insoluble, strongly hydrophobic, strongly wetting substance with a pour point of 5 ° to 10 ° and which thus stops above melting temperatures of aqueous solutions to flow. Due to these properties, pentadecane can be used to transport an aqueous liquid through desired regions of the flow-through system, in particular comprising one or more channels and / or one or more chambers, by pushing or pulling the aqueous liquid in front of it. Due to the highly hydrophobic properties of the pentadecane no or at least virtually no mixing with the aqueous liquid takes place. Pentadecane can first be pumped into the desired area of the flow system. Due to the strongly wetting properties of the pentadecane, this basically succeeds without bubbles. If, subsequently, the aqueous liquid is pumped into the desired area, the aqueous liquid completely displaces pentadecane and is thus free of bubbles in the intended area of the flow-through system. Subsequently, Pentadecan can be pumped into the intended area again to now push the liquid completely out of this area. The steps can therefore be carried out reversibly.
Im Fall einer wässrigen Flüssigkeit eignen sich ebenfalls in besonderer Weise C16H34, also Hexadecan oder C14H30, also Tetradecan. Hexadecan sowie Tetradecan sind bei einer Raumtemperatur von 20°C grundsätzlich fließfähig. Beide Flüssigkeiten verhalten sich hydrophob und erstarren bei einer Temperatur oberhalb von 0°C. Beide Flüssigkeiten weisen daher ähnliche Vorteile wie Pentadecan auf.In the case of an aqueous liquid, C 16 H 34 , ie hexadecane or C 14 H 30 , ie tetradecane, are also particularly suitable. Hexadecane and tetradecane are basically flowable at a room temperature of 20 ° C. Both liquids behave hydrophobically and solidify at a temperature above 0 ° C. Both liquids therefore have similar advantages as pentadecane.
Sämtliche drei Flüssigkeiten weisen gegenüber Paraffin, also einem Gemisch aus Alkanen, den Vorteil auf, nicht aus einem Gemisch von mehreren Substanzen zu bestehen. Der Stockpunkt ist entsprechend genauer vorhersehbar, was eine genauere, erleichterte Steuerung möglich macht. In einer Ausführungsform liegt daher die zweite Flüssigkeit nicht als Gemisch vor.All three liquids have the advantage over paraffin, ie a mixture of alkanes, not of a mixture of several To pass substances. The pour point is correspondingly more predictable, which makes a more precise, easier control possible. In one embodiment, therefore, the second liquid is not present as a mixture.
Ein blasenfreies Befüllen, welches durch die Erfindung grundsätzlich sehr zuverlässig ermöglicht wird, ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich solche Gaseinschlüsse in flüssigkeitsgefüllten Reaktionskammern durch Erhitzen (bspw. Denaturierungsschritt bei einer PCR) ausdehnen und einen enormen Druck im geschlossenen System erzeugen können. Ein anderer Vorteil blasenfreier Befüllung liegt darin, das zur Verfügung stehende Reaktionsvolumen zu maximieren, um so die Effektivität zu maximieren.Bubble-free filling, which is basically made very reliable by the invention, is particularly advantageous if such gas inclusions in liquid-filled reaction chambers expand by heating (eg denaturation step in a PCR) and can generate enormous pressure in the closed system. Another advantage of bubble-free filling is to maximize the available reaction volume so as to maximize effectiveness.
Soll ein Durchfluss durch einen Bereich hindurch gestoppt werden, so gelingt dies problemlos und schnell durch eine entsprechende Temperaturabsenkung der zweiten Flüssigkeit zwecks Verfestigung. Die sich verfestigende zweite Flüssigkeit kann sich dann vor oder hinter der ersten, insbesondere wässrigen Flüssigkeit befinden, deren weiterer Transport gestoppt werden soll. Liegt zum Beispiel Pentadecan innerhalb des Durchflusssystems in verfestigter Form vor und blockiert so den Durchfluss durch einen Bereich des Durchflusssystems, so genügt eine hinreichende Temperaturerhöhung des Pentadecans, um den entsprechenden Durchfluss (wieder) zu ermöglichen.If a flow is to be stopped through an area, this is easily and quickly achieved by a corresponding decrease in the temperature of the second liquid for the purpose of solidification. The solidifying second liquid may then be in front of or behind the first, in particular aqueous, liquid whose further transport is to be stopped. For example, if pentadecane exists within the flow-through system in solidified form, thus blocking the flow through an area of the flow-through system, sufficient elevation of the temperature of the pentadecane is sufficient to (re) enable the corresponding flow.
In einer Ausführungsform wird daher eine Kammer des Mikrodurchflusssystems mit Pentadecan gefüllt und anschließend die wässrige Flüssigkeit über einen zuführenden Kanal in die mit Pentadecan gefüllte Kammer gepumpt. Auf diese Weise kann eine Kammer eines Durchflusssystems, insbesondere eines Mikrodurchflusssystems selbst dann blasenfrei mit der wässrigen Flüssigkeit gefüllt werden, wenn sich in der Kammer Mittel wie ein Rührelement befinden, die ein blasenfreies Befüllen erschweren.In one embodiment, therefore, a chamber of the micro throughflow system is filled with pentadecane and then the aqueous liquid is pumped via a feeding channel into the pentadecane filled chamber. In this way, a chamber of a flow-through system, in particular a micro-flow system can be filled bubble-free even with the aqueous liquid, if there are means such as a stirring in the chamber, which complicate a bubble-free filling.
Ein solches Durchflusssystem kann beispielsweise für die Durchführung einer PCR eingesetzt werden. Die wässrige Flüssigkeit ist dann Wasser mit den für die Durchführung einer PCR erforderlichen Inhaltsstoffen.Such a flow-through system can be used, for example, to carry out a PCR. The aqueous liquid is then water with the ingredients required to perform a PCR.
Da eine zweite Flüssigkeit wie Pentadecan sich bei 5 bis 10°C verfestigt, kann der Transport einer wässrigen Flüssigkeit durch Verfestigen oder Verflüssigen von Pentadecan in einer üblichen Umgebung, in der Raumtemperatur herrscht, ohne großen Energieaufwand gesteuert werden.Since a second liquid such as pentadecane solidifies at 5 to 10 ° C, the transport of an aqueous liquid by solidifying or liquefying pentadecane in a conventional environment in which room temperature prevails can be controlled with little energy input.
Problemlos und genau kann quasi automatisch ein Transport durch Verfestigen gesteuert werden, indem ein Bereich des Durchflusssystems im Fall von Pentadecan auf eine Pentadecan – Erstarrungstemperatur gekühlt wird, eine wässrige Flüssigkeit mit Hilfe von Pentadecan insbesondere durch diesen Bereich hindurch transportiert wird, und der Transport der wässrigen Flüssigkeit gestoppt wird, indem Pentadecan in den gekühlten Bereich hinein gelangt und erstarrt. Zu diesem Zweck wird die wässrige Flüssigeit vorzugsweise mit Hilfe von Pentadecan in den gekühlten Bereich hinein gedrückt. Der Bereich wird dann nicht derart gekühlt, dass die wässrige Flüssigkeit erstarrt. Solche Vorteile und Verfahrensschritte lassen sich auch mit solchen zweiten Flüssigkeiten erzielen, die mit Pentadecan vergleichbar sind wie Tetradecan oder Hexadecan.A transport by solidification can be controlled virtually automatically by a section of the throughflow system in the case of pentadecane being cooled to a pentadecane solidification temperature, an aqueous liquid being transported through this region by means of pentadecane, and the transport of the aqueous Liquid is stopped by passing pentadecane into the cooled area and solidifying. For this purpose, the aqueous liquid is preferably pressed into the cooled area with the aid of pentadecane. The area is then not cooled in such a way that the aqueous liquid solidifies. Such advantages and process steps can also be achieved with those second liquids which are comparable to pentadecane, such as tetradecane or hexadecane.
Der gekühlte Bereich umfasst beispielsweise eine Kammer mit Zuführkanal. Zunächst gelangt die wässrige Flüssigkeit in den gekühlten Kanal und anschließend in die gekühlte Kammer hinein. In Fließrichtung gesehen hinter der Flüssigkeit befindet sich Pentadecan und gelangt so schließlich ebenfalls in den gekühlten Kanal hinein. Im gekühlten Kanal erstarrt das Pentadecan, also das C15H32. Als Folge davon stoppt der weitere Transport der wässrigen Flüssigkeit. Vorzugsweise liegt die Kühltemperatur bei 0°C bis 5°C, um einerseits ein rasches Erstarren des Pentadecans herbeizuführen und andererseits ein Erstarren der wässrigen Flüssigkeit zuverlässig zu vermeiden. Um ein rasches Erstarren herbeizuführen, beträgt der Durchmesser des Kanals, in dem Pentadecan erstarren soll, vorzugsweise nicht mehr 1 mm, besonders bevorzugt nicht mehr als 600 μm, noch bevorzugter nicht mehr als 100 μm. Der Kanal besteht zum Beispiel aus Polykarbonat, Polypropylen oder Glas.The cooled area comprises, for example, a chamber with a feed channel. First, the aqueous liquid enters the cooled channel and then into the cooled chamber. As seen in the flow direction behind the liquid is pentadecane and thus finally also enters the cooled channel. In the cooled channel the pentadecane solidifies, ie the C 15 H 32 . As a result, the further transport of the aqueous liquid stops. Preferably, the cooling temperature is 0 ° C to 5 ° C, on the one hand to cause a rapid solidification of the pentadecane and on the other hand to reliably prevent solidification of the aqueous liquid. In order to bring about a rapid solidification, the diameter of the channel in which pentadecane should solidify is preferably no more than 1 mm, particularly preferably not more than 600 μm, more preferably not more than 100 μm. The channel consists for example of polycarbonate, polypropylene or glass.
Allgemein wird eine wässrige Flüssigkeit innerhalb des Durchflusssystems transportiert, indem Pentadecan in einen Bereich des Durchflusssystems hineingepumpt wird, in dem sich die wässrige Flüssigkeit befindet. Pentadecan schiebt dann die wässrige. Flüssigkeit vor sich her, ohne sich mit dieser zu vermischen.Generally, an aqueous liquid is transported within the flow-through system by pumping pentadecane into an area of the flow-through system in which the aqueous liquid is located. Pentadecan then slides the watery. Liquid in front of him, without mixing with this.
Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Durchflusssystem, insbesondere Mikrodurchflusssystem bereitgestellt, welches Pentadecan zur Steuerung des Transports einer Flüssigkeit innerhalb des Durchflusssystems umfasst. Das Pentadecan befindet sich dann in einer Kammer und/oder in einem Kanal des Durchflusssystems und zwar insbesondere in einem Bereich, der auf eine solche Temperatur gekühlt werden kann, dass das Pentadecan zu erstarren vermag, vorzugsweise nicht aber eine wässrige Lösung. In der Regel wird daher auf eine Plustemperatur abgekühlt, die nahe bei 0°C liegt.For carrying out the method, a flow-through system, in particular a micro-flow system, is provided which comprises pentadecane for controlling the transport of a liquid within the flow-through system. The pentadecane is then located in a chamber and / or in a channel of the flow-through system, specifically in a region which can be cooled to a temperature such that the pentadecane is able to solidify, but preferably not an aqueous solution. As a rule, cooling is therefore carried out to a positive temperature which is close to 0 ° C.
Das Durchflusssystem umfasst daher insbesondere Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen des darin befindlichen Pentadecans. Ein Peltierelement eignet sich im Fall eines Chip artigen Aufbaus des Durchflusssystems in besonderer Weise als Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen. Es können aber auch andere Mittel zum Kühlen und/oder Erwärmen eingesetzt werden, wie zum Beispiel ein Durchflusssystem, durch welches eine gekühlte oder erwärmte Flüssigkeit hindurch geleitet wird.The flow-through system therefore comprises in particular means for cooling and / or heating the pentadecane therein. A Peltier element is suitable in the case of a chip-like structure of the flow system in a special way as a means for cooling and / or heating. However, other means of cooling and / or heating may be used, such as a flow-through system through which a cooled or heated liquid is passed.
Alternativ oder ergänzend kann das Durchflusssystem Heiz- und Kühlmittel zur Durchführung einer PCR umfassen, um damit eine PCR durchführen zu können.Alternatively or additionally, the flow-through system can include heating and cooling means for carrying out a PCR in order to be able to carry out a PCR.
Alternativ oder ergänzend kann das Durchflusssystem ein oder mehrere Reagenzien zur Durchführung einer Analyse oder einer PCR umfassen. Reagenzien können in Kammern des Durchflusssystems untergebracht sein und in flüssiger oder trockener Form vorliegen.Alternatively or additionally, the flow-through system may comprise one or more reagents for carrying out an analysis or a PCR. Reagents may be housed in chambers of the flow-through system and be in liquid or dry form.
Verwendete wässrige erste Flüssigkeiten können ein Reaktionsgemisch zur Durchführung einer Nukleinsäureamplifikation mit oder ohne vorheriger Reverser Transkription sein.Aqueous first liquids used may be a reaction mixture for performing a nucleic acid amplification with or without prior reverse transcription.
Mit Hilfe der Erfindung kann eine PCR oder eine isothermale Amplifikation (bspw. RPA, HDA, EXPAR) durchgeführt werden, wie diese aus den Druckschriften „
Die benötigten wässrigen Gemische, also erste Flüssigkeiten im Sinne der Erfindung können im Wesentlichen enthalten:
- – Puffersubstanzen zur pH-Wert-Stabilisierung,
- – Salze zur Einstellung eines für die verwendeten Enzyme günstigen Milieus,
- – Enzyme wie DNA-Polymerase, Reverse Transkriptase, Restriktionsenzyme, Helicase, Recombinase etc.,
- – Koenzyme/Kofaktoren wie ATP, NADH,
- – Ausgangsstoffe der enzymatischen Reaktion (passende Oligonukleotide, Nukleotidtriphosphate),
- – die Reaktion unterstützende Stoffe wie DMSO, Betain, PEG etc.,
- Buffer substances for pH stabilization,
- Salts for the adjustment of a favorable environment for the enzymes used,
- Enzymes such as DNA polymerase, reverse transcriptase, restriction enzymes, helicase, recombinase, etc.,
- Coenzymes / cofactors such as ATP, NADH,
- - starting materials of the enzymatic reaction (suitable oligonucleotides, nucleotide triphosphates),
- Reaction-supporting substances such as DMSO, betaine, PEG etc.,
Wässrige Gemische, die eine Nachweisreaktion eines Analyten ermöglichen und die eine erste Flüssigkeit im Sinne der Erfindung sein können, können enthalten:
- – Puffersubstanzen und Salze wie oben beschrieben,
- – Analyten (Proteine, Nukleinsäuren),
- – Sonden (TaqMan-Sonden, Hybridisierungssonden (beides Oligonukleotide), markierte und unmarkierte Antikörper),
- – weitere eine Detektion der Analyten ermöglichende Stoffe wie Antikörper, Enzyme (Alkalische Phosphatase, Meerrettich-Peroxidase etc.), fluoreszente Proteine wie bspw. Phycoerythrin).
- Buffer substances and salts as described above,
- - analytes (proteins, nucleic acids),
- Probes (TaqMan probes, hybridization probes (both oligonucleotides), labeled and unlabelled antibodies),
- Further substances enabling a detection of the analytes, such as antibodies, enzymes (alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, etc.), fluorescent proteins, such as, for example, phycoerythrin).
Sonstige wässrige bzw. auf kurzkettigen Alkoholen (Methanol, Ethanol, Propanol) basierenden Mischungen an Stoffen, die miteinander zur Reaktion gebracht werden sollen, sowie dazu notwendigen Hilfsstoffe können erste Flüssigkeiten im Sinne der Erfindung sein, die insbesondere auf dem Gebiet der Mikroreaktionstechnik eingesetzt werden.Other aqueous or short-chain alcohols (methanol, ethanol, propanol) based mixtures of substances which are to be reacted with each other, as well as necessary auxiliaries may be first liquids according to the invention, which are used in particular in the field of microreaction technology.
Im Prinzip können alle vorgenannten Mischungen sowie einzelne Komponenten dieser Mischungen in flüssiger oder trockener Form in ein oder mehreren Kammern des Durchflusssystems bereits vom Hersteller untergebracht worden sein.In principle, all the above-mentioned mixtures as well as individual components of these mixtures in liquid or dry form may already have been accommodated in one or more chambers of the flow-through system by the manufacturer.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher verdeutlicht.The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.
Handelt es sich bei der wässrigen Flüssigkeit um eine Mischung zur Durchführung einer PCR, so kann die mit der wässrigen Flüssigkeit gemäß
Abschließend wurde das Wasser wieder mit Pentadecan aus der Mikroreaktionskammer
Das beschriebene Ausführungsbeispiel belegt, dass Pentadecan, welches reproduzierbar in der Lage ist, mikrofluidische Reaktionskammern vollständig und blasenfrei zu befüllen, vollständig mit einem wässrigen Puffer aus der Kammer verdrängt werden kann. Dieser Prozess ist reversibel, denn das Ausführungsbeispiel zeigt weiterhin die nachfolgende Verdrängung des eingeführten wässrigen Puffers aus der Reaktionskammer
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wurde demonstriert, dass der Fluss eines wässrigen Mediums in einem in
Dabei wurde das gefärbte Wasser – wie in der
Das nachfolgend beschriebene dritte Ausführungsbeispiel demonstriert ein „automatisches Abmessen” von Flüssigkeitsvolumina bei Befüllungsvorgängen und beweist, dass dies selbst mit einfachsten Hilfsmitteln machbar ist.The third embodiment described below demonstrates "automatic metering" of liquid volumes during filling operations and proves that this is feasible even with the simplest of tools.
Ein Mikrodurchflusssystem wurde auf Eis gelagert, um den in der
Zur Überprüfung des vorhandenen Überdrucks wurde die Öffnung der Pipettenspitze am Ende des Pumpvorgangs vom Kanaleingang entfernt, was zum schlagartigen Auslaufen der Restflüssigkeit führte.To check the existing overpressure, the opening of the pipette tip was removed from the channel entrance at the end of the pumping process, which led to the sudden leakage of the residual fluid.
Nach Beendigung des Versuchs war die Reaktionskammer mit Wasser gefüllt (beispielhaft für eine beliebige Reaktionslösung). Die Befüllung stoppte automatisch in dem Moment, als das Wasser vollständig in die Kammer gepumpt wurde und sich dadurch der davor liegende Kanal mit Pentadecan füllte. In diesem Moment endete der Befüllvorgang ohne irgendeine weitere Intervention (bspw. Ansteuern eines mechanischen Ventils oder Stoppen der Pumpe).After completion of the experiment, the reaction chamber was filled with water (exemplified by any reaction solution). The filling stopped automatically at the moment when the water was completely pumped into the chamber, thereby filling the channel in front with pentadecane. At that moment, the filling process ended without any further intervention (eg, driving a mechanical valve or stopping the pump).
Neben der Möglichkeit, die Flussrichtung eines Fluids zu lenken, ist es mit dem verwendeten Pentadecan also möglich, den Transport einer wässrigen Lösung zwischen verschiedenen Kavitäten eines geschlossenen Systems, beispielsweise von Wasser zum Beispiel zum Rücklösen von getrockneten Reagenzien, automatisch zu stoppen, sobald die wässrige Flüssigkeitsfront einen gewünschten gekühlten Bereich oder eine gewünschte gekühlte Stelle eines Durchflusssystems vollständig passiert hat. Das dem Wasser nachfolgende Pentadecan verändert seinen Aggregatzustand von flüssig auf fest, sobald es den gekühlten Bereich oder die gekühlte Stelle erreicht und unterbindet so den weiteren Fluss der wässrigen Phase wirkungsvoll. Diese Eigenschaft erlaubt es, Flüssigkeitsvolumina ohne aufwendige Messverfahren exakt abzumessen und somit Kavitäten sehr genau und reproduzierbar mit einer Arbeitsflüssigkeit zu füllen.In addition to the possibility of directing the flow direction of a fluid, it is thus possible with the Pentadecan used to stop the transport of an aqueous solution between different cavities of a closed system, for example, water, for example, for the return of dried reagents, automatically, as soon as the aqueous Liquid front has completely passed a desired cooled area or a desired cooled point of a flow system. The pentadecane following the water changes its state of aggregation from liquid to solid as soon as it reaches the cooled area or the cooled area and effectively prevents the further flow of the aqueous phase. This feature makes it possible to accurately measure liquid volumes without expensive measuring procedures and thus to fill cavities very accurately and reproducibly with a working liquid.
Die beschriebene Ventiltechnik umgeht mehrere Nachteile des Standes der Technik und löst diverse Probleme der wachsbasierten Ventiltechnik. Zusammenfassend werden folgende Vorteile erzielt:
- • Die Schließtemperatur (Schmelztemperatur der Kanalfüllung) des Fluid gefüllten Kanals ist unabhängig vom verwendeten wässrigen Analysepuffer, was damit ausgestattete Mikrodurchflusssysteme beherrschbarer und leichter validierbar macht.
- • Die Schließtemperatur liegt erheblich höher als jene von Eisventilen (in jedem Fall über 0°C), was ein schnelleres Schließen des Kanals erlaubt.
- • Die Wärmekapazität des Phasenübergangs ist mindestens 30% geringer als beim Wasser-Eis-Übergang, was ebenfalls dazu führt, dass der Phasenwechsel schneller erfolgen kann als mit Wasser.
- • Das erfindungsgemäße Ventil ist beliebig oft schaltbar, da der zu schaltende Kanal immer wieder mit einer zweiten Flüssigeit befüllbar ist.
- • Der technische Aufwand zum Öffnen und Schließen eines Ventils ist erheblich geringer als konventionelle Ventiltechnik mit Ventilkörpern und Stellmotoren. Er ist auch geringer als der Aufwand zur Ansteuerung von zum Beispiel zweimal schaltbaren Wachsventilen nach Stand der Technik.
- • Der Herstellungsaufwand ist erheblich geringer, da im Produktionsprozess ein Einbringen von Wachs in den Ventilbereich, wie es bei herkömmlichen Wachsventilen zwingend notwendig ist, entfällt.
- • Das mikrofluidische Durchflusssystem wird insbesondere vor dem Befüllen mit einer ersten Flüssigkeit mit der zweiten Flüssigkeit befüllt. Handelt es sich bei der zweiten Flüssigkeit um eine stark benetzende Flüssigkeit, sorgt dieser „Priming” Prozess für eine reproduzierbar Lufteinschluss-freie Befüllung des Durchflusssystem.
- • Das Bewegen eines nicht mischbaren zweiphasigen Flüssigkeitskörpers erlaubt ein exaktes Befüllen von Kavitäten, da der Fluidfluss nach Passage des Anteils der ersten Flüssigkeit an einem kühl geschalteten Ventilpunkt zum Erliegen kommt. Dies erlaubt ohne aufwendige Messverfahren bzw. online-Fluidflusskontrollen im Durchflusssystem ein exaktes Abmessen der bewegten Flüssigkeitsmenge.
- • The closing temperature (channel filling temperature) of the fluid-filled channel is independent of the aqueous analysis buffer used, making it more manageable and easier to validate with micro-flow systems equipped with it.
- • The closing temperature is considerably higher than that of ice valves (in any case above 0 ° C), which allows a faster closing of the channel.
- • The heat capacity of the phase transition is at least 30% lower than in the water-ice transition, which also means that the phase change can be faster than with water.
- • The valve according to the invention can be switched as often as desired, since the channel to be switched can always be filled with a second liquid side.
- • The technical effort required to open and close a valve is considerably lower than conventional valve technology with valve bodies and servomotors. It is also less than the effort to control, for example, twice switchable wax valves according to the prior art.
- • The production costs are considerably lower, as it is not necessary to introduce wax into the valve area in the production process, as is absolutely necessary with conventional wax valves.
- The microfluidic flow-through system is in particular filled with the second fluid before it is filled with a first fluid. If the second fluid is a highly wetted fluid, this "priming" process provides for a reproducible air entrapment-free filling of the flow system.
- • Moving an immiscible biphasic fluid body allows accurate filling of cavities as fluid flow stops upon passage of the first fluid portion at a cool valve point. This allows a precise measurement of the amount of liquid moved without complex measuring methods or online fluid flow controls in the flow system.
Soweit Vorteile und Verfahrensschritte am Beispiel Pentadecan und wässrige Flüssigkeit beschrieben wurden, lassen sich diese Vorteile und Verfahrensschritte auch mit anderen Flüssigkeitspaaren erzielen, die sich untereinander vergleichbar verhalten, also insbesondere nicht miteinander mischbar sind.Insofar as advantages and method steps have been described on the example of pentadecane and aqueous liquid, these advantages and method steps can also be achieved with other pairs of liquids which behave comparably to one another, ie in particular are not miscible with one another.
Die erste Flüssigkeit kann in der zweiten Flüssigkeit dispergiert werden. Wird ein Anteil der zweiten Flüssigkeit innerhalb des Durchflusssystems gesteuert transportiert, so wird der darin dispergierte Anteil der ersten Flüssigkeit ebenfalls entsprechend gesteuert transportiert. Es ist so also möglich, mit Hilfe der zweiten Flüssigkeit Anteile der ersten Flüssigkeit gesteuert zu transportieren.The first liquid can be dispersed in the second liquid. If a proportion of the second liquid is transported in a controlled manner within the throughflow system, then the fraction of the first liquid dispersed therein is likewise transported in a correspondingly controlled manner. It is thus possible to use the second liquid to transport portions of the first liquid in a controlled manner.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7144616 B1 [0002] US 7144616 B1 [0002]
- JP 2006183818 A [0007] JP 2006183818 A [0007]
- US 6981518 B2 [0007] US 6981518 B2 [0007]
- US 6981151 B2 [0007] US 6981151 B2 [0007]
- US 2008/0056949 A1 [0009] US 2008/0056949 A1 [0009]
- US 2008/0112855 A1 [0009] US 2008/0112855 A1 [0009]
- US 2007/0227592 A1 [0009] US 2007/0227592 A1 [0009]
- US 2007/0231216 A1 [0009] US 2007/0231216 A1 [0009]
- US 2004/0007275 A1 [0009] US 2004/0007275 A1 [0009]
- US 2008/0314465 A1 [0009] US 2008/0314465 A1 [0009]
- US 2005/0247356 A1 [0009] US 2005/0247356 A1 [0009]
- US 2005/0247357 A1 [0009] US 2005/0247357 A1 [0009]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Robin Hui Liu, Jianing Yang, Ralf Lenigk, Justin Bonanno, and Piotr Grodzinski: Self-Contained, Fully Integrated Biochip for Sample Preparation, Polymerase Chain Reaction Amplification, and DNA Microarray Detection, Anal. Chem. 2004, 76, 1824–1831 [0005] Robin Hui Liu, Jianing Yang, Ralf Lenigk, Justin Bonanno, and Piotr Grodzinski: Self-Contained, Fully Integrated Biochip for Sample Preparation, Polymerase Chain Reaction Amplification, and DNA Microarray Detection, Anal. Chem. 2004, 76, 1824-1831 [0005]
- R. Pal et al.: An integrated microfluidic device for influenza and other genetic analyses, Lab Chip, 2005, 5, 1024–1032 [0005] R. Pal et al .: An integrated microfluidic device for influenza and other genetic analyzes, Lab Chip, 2005, 5, 1024-1032 [0005]
- Chunsun Zhang et al., Micropumps. Microvalves, and micromixers within PCR microfluid chips: Advances and trends, Biotechnology Advances 25 (2007) 483–514, Elsevier [0007] Chunsun Zhang et al., Micropumps. Microvalves and micromixers within PCR microfluidic chips: Advances and trends, Biotechnology Advances 25 (2007) 483-514, Elsevier [0007]
- J. Micromech. Microeng. 16 (2006) R13–R39, A review of microvalves, Kwang W Oh et al. [0007] J. Micromech. Microeng. 16 (2006) R13-R39, A review of microvalves, Kwang W Oh et al. [0007]
- Yan He et al.: Capillary-based fully integrated and automated system for nanoliter polymerase chain reaction analysis directly from cheek cells, Journal of Chromatography A, 924 (2001) 271–284 [0009] Yan He et al .: Capillary-based Fully Integrated and Automated System for Nanoliter Polymerase Chain Reaction Analysis Directly From Cheek Cells, Journal of Chromatography A, 924 (2001) 271-284 [0009]
- P. Selvaganapathy*, E. T. Carlen, C. H. Mastrangelo: Electrothermally actuated inline microfluidic valve, Sensors and Actuators A 104 (2003) 275–282 [0009] P. Selvaganapathy *, ET Carlen, CH Mastrangelo: Electrothermally Actuated Inline Microfluidic Valve, Sensors and Actuators A 104 (2003) 275-282 [0009]
- Lena Klintberg et al.: Fabrication of a Paraffin actuator using hot embossing of polycarbonate, Sensors and Actuators A 103 (2003) 307–316 [0009] Lena Klintberg et al .: Fabrication of a paraffin actuator using hot embossing of polycarbonates, Sensors and Actuators A 103 (2003) 307-316 [0009]
- Robin Hui Liu, Jianing Yang, Ralf Lenigk, Justin Bonanno, and Piotr Grodzinski: Self-Contained, Fully integrated Biochip for Sample Preparation, Polymerase Chain Reaction Amplification, and DNA Microarray Detection, Anal. Chem. 2004, 76, 1824–1831 [0009] Robin Hui Liu, Jianing Yang, Ralf Lenigk, Justin Bonanno, and Piotr Grodzinski: Self-Contained, Fully Integrated Biochip for Sample Preparation, Polymerase Chain Reaction Amplification, and DNA Microarray Detection, Anal. Chem. 2004, 76, 1824-1831 [0009]
- R. Pal et al.: An integrated microfluidic device for influenza and other genetic analyses, Lab Chip, 2005, 5, 1024–1032 [0009] R. Pal et al .: An integrated microfluidic device for influenza and other genetic analyzes, Lab Chip, 2005, 5, 1024-1032 [0009]
- Zongyuan Chen, Jing Wang, Shizhi Qian and Haim H. Bau: Thermally-actuated, Phase change flow control for microfluidic systems, Lab Chip, 2005, 5, 1277–1285 [0009] Zongyuan Chen, Jing Wang, Shizhi Qian and Haim H. Construction: Thermally-actuated, phase change flow control for microfluidic systems, Lab Chip, 2005, 5, 1277-1285 [0009]
-
Myriam Vincent, Van Xu & Huimin Kong, Helicase-dependent isothermal DNA amplification, EMBO reports VOL 5, NO 8, 2004, S. 795 [0030] Myriam Vincent, Van Xu & Huimin Kong, Helicase-dependent isothermal DNA amplification, EMBO reports
VOL 5, NO 8, 2004, p. 795 [0030] -
Olaf Piepenburg, Colin H. Williams, Derek L. Stemple, Niall A. Armes, DNA Detection Using Recombination Proteins, PLoS Biology, July 2006, Volume 4, Issue 7, e204 [0030] Olaf Piepenburg, Colin H. Williams, Derek L. Stemple, Niall A. Armes, DNA Detection Using Recombination Protein, PLoS Biology, July 2006, Volume 4,
Issue 7, e204 [0030] - effrey Van Ness, Lori K. Van Ness, and David J. Galas, Isothermal reactions for the amplification of oligonucleotides, 4504–4509, PNAS, April 15, 2003, Vol. 100, No. 8 [0030] Effrey Van Ness, Lori K. Van Ness, and David J. Galas, Isothermal Responses to the Amplification of Oligonucleotides, 4504-4509, PNAS, April 15, 2003, Vol. 8 [0030]
Claims (11)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010028012A DE102010028012A1 (en) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Liquid control for micro flow system |
PCT/EP2011/055793 WO2011131533A1 (en) | 2010-04-21 | 2011-04-13 | Liquid controller for micro-throughflow system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010028012A DE102010028012A1 (en) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Liquid control for micro flow system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010028012A1 true DE102010028012A1 (en) | 2011-10-27 |
Family
ID=44121716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102010028012A Withdrawn DE102010028012A1 (en) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Liquid control for micro flow system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102010028012A1 (en) |
WO (1) | WO2011131533A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017210725A1 (en) | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device and method for processing a biological sample with a cooling chamber |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6296020B1 (en) * | 1998-10-13 | 2001-10-02 | Biomicro Systems, Inc. | Fluid circuit components based upon passive fluid dynamics |
US20040007275A1 (en) | 2002-07-10 | 2004-01-15 | Robin Hui Liu | Fluidic valve having a bi-phase valve element |
US20040037739A1 (en) * | 2001-03-09 | 2004-02-26 | Mcneely Michael | Method and system for microfluidic interfacing to arrays |
US20040219732A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-11-04 | The Regents Of The University Of Michigan | Thermal micro-valves for micro-integrated devices |
US20050247357A1 (en) | 2004-05-10 | 2005-11-10 | Welle Richard P | Microfluidic valve apparatuses with separable actuation and fluid-bearing modules |
US6981151B1 (en) | 1999-04-08 | 2005-12-27 | Battelle Energy Alliance, Llc | Digital data storage systems, computers, and data verification methods |
US6981518B2 (en) | 2002-03-15 | 2006-01-03 | Cytonome, Inc. | Latching micro-regulator |
JP2006183818A (en) | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Microvalve device and its control method |
US7144616B1 (en) | 1999-06-28 | 2006-12-05 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
US20070227592A1 (en) | 2004-05-10 | 2007-10-04 | E2V Biosensors Limited | Valve for a Microfluidic Device |
US20070231216A1 (en) | 2006-04-04 | 2007-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd | Valve unit and apparatus having the same |
US20080056949A1 (en) | 2006-09-05 | 2008-03-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Centrifugal force-based microfluidic device for protein detection and microfluidic system including the same |
US20080101992A1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-01 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Microchip and Microchip Inspection System |
US20080112855A1 (en) | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Valve unit, microfluidic device with the valve unit, and microfluidic substrate |
US20080314465A1 (en) | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Microfluidic valve, method of manufacturing the same, and microfluidic device comprising the microfluidic valve |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2873171B1 (en) * | 2004-07-19 | 2007-12-07 | Centre Nat Rech Scient Cnrse | ACTIVE COMPONENT MICROFLUIDIC CIRCUIT |
EP1802395B1 (en) * | 2004-09-09 | 2020-01-22 | Institut Curie | Microfluidic device using a collinear electric field |
FR2933316B1 (en) * | 2008-07-07 | 2010-09-10 | Commissariat Energie Atomique | MICROFLUID DEVICE FOR DISPLACING LIQUID CONTROL |
FR2933315B1 (en) * | 2008-07-07 | 2012-02-10 | Commissariat Energie Atomique | MICROFLUIDIC DEVICE FOR DISPLACING LIQUID |
-
2010
- 2010-04-21 DE DE102010028012A patent/DE102010028012A1/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-04-13 WO PCT/EP2011/055793 patent/WO2011131533A1/en active Application Filing
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6296020B1 (en) * | 1998-10-13 | 2001-10-02 | Biomicro Systems, Inc. | Fluid circuit components based upon passive fluid dynamics |
US6981151B1 (en) | 1999-04-08 | 2005-12-27 | Battelle Energy Alliance, Llc | Digital data storage systems, computers, and data verification methods |
US7144616B1 (en) | 1999-06-28 | 2006-12-05 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
US20040037739A1 (en) * | 2001-03-09 | 2004-02-26 | Mcneely Michael | Method and system for microfluidic interfacing to arrays |
US6981518B2 (en) | 2002-03-15 | 2006-01-03 | Cytonome, Inc. | Latching micro-regulator |
US20040007275A1 (en) | 2002-07-10 | 2004-01-15 | Robin Hui Liu | Fluidic valve having a bi-phase valve element |
US20040219732A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-11-04 | The Regents Of The University Of Michigan | Thermal micro-valves for micro-integrated devices |
US20070227592A1 (en) | 2004-05-10 | 2007-10-04 | E2V Biosensors Limited | Valve for a Microfluidic Device |
US20050247357A1 (en) | 2004-05-10 | 2005-11-10 | Welle Richard P | Microfluidic valve apparatuses with separable actuation and fluid-bearing modules |
US20050247356A1 (en) | 2004-05-10 | 2005-11-10 | Welle Richard P | Phase-change valve apparatuses |
JP2006183818A (en) | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Microvalve device and its control method |
US20070231216A1 (en) | 2006-04-04 | 2007-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd | Valve unit and apparatus having the same |
US20080056949A1 (en) | 2006-09-05 | 2008-03-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Centrifugal force-based microfluidic device for protein detection and microfluidic system including the same |
US20080101992A1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-01 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Microchip and Microchip Inspection System |
US20080112855A1 (en) | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Valve unit, microfluidic device with the valve unit, and microfluidic substrate |
US20080314465A1 (en) | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Microfluidic valve, method of manufacturing the same, and microfluidic device comprising the microfluidic valve |
Non-Patent Citations (11)
Title |
---|
Chunsun Zhang et al., Micropumps. Microvalves, and micromixers within PCR microfluid chips: Advances and trends, Biotechnology Advances 25 (2007) 483-514, Elsevier |
effrey Van Ness, Lori K. Van Ness, and David J. Galas, Isothermal reactions for the amplification of oligonucleotides, 4504-4509, PNAS, April 15, 2003, Vol. 100, No. 8 |
J. Micromech. Microeng. 16 (2006) R13-R39, A review of microvalves, Kwang W Oh et al. |
Lena Klintberg et al.: Fabrication of a Paraffin actuator using hot embossing of polycarbonate, Sensors and Actuators A 103 (2003) 307-316 |
Myriam Vincent, Van Xu & Huimin Kong, Helicase-dependent isothermal DNA amplification, EMBO reports VOL 5, NO 8, 2004, S. 795 |
Olaf Piepenburg, Colin H. Williams, Derek L. Stemple, Niall A. Armes, DNA Detection Using Recombination Proteins, PLoS Biology, July 2006, Volume 4, Issue 7, e204 |
P. Selvaganapathy*, E. T. Carlen, C. H. Mastrangelo: Electrothermally actuated inline microfluidic valve, Sensors and Actuators A 104 (2003) 275-282 |
R. Pal et al.: An integrated microfluidic device for influenza and other genetic analyses, Lab Chip, 2005, 5, 1024-1032 |
Robin Hui Liu, Jianing Yang, Ralf Lenigk, Justin Bonanno, and Piotr Grodzinski: Self-Contained, Fully integrated Biochip for Sample Preparation, Polymerase Chain Reaction Amplification, and DNA Microarray Detection, Anal. Chem. 2004, 76, 1824-1831 |
Yan He et al.: Capillary-based fully integrated and automated system for nanoliter polymerase chain reaction analysis directly from cheek cells, Journal of Chromatography A, 924 (2001) 271-284 |
Zongyuan Chen, Jing Wang, Shizhi Qian and Haim H. Bau: Thermally-actuated, Phase change flow control for microfluidic systems, Lab Chip, 2005, 5, 1277-1285 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017210725A1 (en) | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device and method for processing a biological sample with a cooling chamber |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011131533A1 (en) | 2011-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60124699T2 (en) | TWO DIRECTION FLOW ZENTRIFUGALMIKROFLUID DEVICES | |
Puigmartí-Luis | Microfluidic platforms: a mainstream technology for the preparation of crystals | |
DE602004013339T2 (en) | MIXING IN MICROFLUID DEVICES | |
EP2506959B1 (en) | Microfluidic element for analysing a fluid sample | |
EP3227023B1 (en) | Method for producing drops | |
WO1999041015A1 (en) | Miniaturized temperature-zone flow reactor | |
US20150125947A1 (en) | Microfluidic device | |
DE112011102770T5 (en) | Microfluidic unit with auxiliary and side channels | |
DE112007003160B4 (en) | Automatic microfluidic processor | |
DE102016207845B4 (en) | Fluid handling device and method of fluid handling | |
EP3592463B1 (en) | Method for centrifugo-pneumatic switching of liquid | |
DE10227593A1 (en) | Flow circuit microdevice | |
DE202009008052U1 (en) | Device for transporting a fluid in a channel strand of a microfluidic element | |
DE102010015161B4 (en) | Microfluidic system and method of its operation | |
DE102011083920A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING FLUIDICALLY SEPARATED PARTIAL VOLUMES OF A LIQUID | |
Ishida et al. | First-come-first-store microfluidic device of droplets using hydrophobic passive microvalves | |
WO2021001355A1 (en) | Microfluidic device for processing and aliquoting a sample liquid, method and controller for operating a microfluidic device, and microfluidic system for carrying out an analysis of a sample liquid | |
DE102009001257A1 (en) | Apparatus and method for handling liquids | |
Abdulbari et al. | Microfluidics chip for directional solvent extraction desalination of seawater | |
CN106076446A (en) | A kind of pair of branch road realizes the microchannel of interval microlayer model fusion function | |
WO2009152997A2 (en) | Stopped-flow chip | |
DE102010028012A1 (en) | Liquid control for micro flow system | |
Lan et al. | Study on Liquid–Liquid Droplet Flow Separation in a T-Shaped Microseparator | |
DE102009001261A1 (en) | Apparatus and method for performing multiple parallel PCR reactions in the flow-through process | |
DE102007018752B4 (en) | Apparatus and method for the controlled transport of microfluidic samples |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |