DE10117275B4

DE10117275B4 - Vorrichtung zur Archivierung und Analyse von Materialien

Info

Publication number: DE10117275B4
Application number: DE10117275A
Authority: DE
Inventors: Jens Klein; Stephan Andreas Schunk; Dirk Demuth; Torsten Zech; Dieter Prof. Dr.-Ing. Hönicke
Original assignee: HTE GmbH; HTE GmbH the High Throughput Experimentation Co
Current assignee: HTE GmbH; HTE GmbH the High Throughput Experimentation Co
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: DE10117275A1; WO2002081075A1; US20040121432A1; EP1381457A1; US7384603B2; JP2004533914A

Abstract

Vorrichtung (10) zur Analyse und Archivierung mindestens einer Materialbibliothek wenigstens umfassend:
einen Aufnahmebereich (14, 16, 18) mit mindestens zwei Reaktionskammern (12) zur Aufnahme von jeweils mindestens einem Baustein (20),
Mittel zur Zuleitung (22) und Ableitung (22, 26) von fluiden Medien zu den Reaktionskammern (12),
Mittel zur Identifikation der Vorrichtung (10) oder zur Identifikation der Materialbibliothek oder zur Identifikation der Vorrichtung (10) und der Materialbibliothek,
wobei die Reaktionskammern (12) einen polyederförmigen Stutzen (24) als ableitungsseitigen Teil aufweisen, und wobei der Stutzen (24) derart ausgestaltet ist, dass die Bausteine (20) punktförmig auf Wänden des Stutzens (24) aufliegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse und Archivierung von Materialien mindestens einer Materialbibliothek.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sehr flexibel im High-Throughput-Screening von Materialien (z. B. heterogenen Katalysatoren) innerhalb eines automatisierten Arbeitsablaufs eingesetzt werden. Diese Vorrichtung zeichnet sich vor allem durch ihre Multifunktionalität hinsichtlich ihres Einsatzes im Screening als auch in der Archivierung großer Materialbibliotheken aus. Aufgrund der Multifunktionalität ergeben sich neue Möglichkeiten zur Standardisierung und Automatisierung von kombinatorischen Tests bzw. Analysen, z. B. in der kombinatorischen Katalyse.

Kombinatorische Tests von heterogenen Katalysatoren sind unter anderem bekannt aus z. B. der WO 99/41005 A1. In dieser Druckschrift wird ein Verfahren zum parallelen Test mehrerer Materialien auf katalytische Eigenschaften beschrieben. In einem Reaktor nach Art eines Rohrbündelreaktors wird eine Vielzahl von Aktivmassen in räumlich voneinander separierten Kanälen mit identischen Eduktgasgemischen beaufschlagt, im Abgasstrom der Materialien werden dann Produkte analytisch nachgewiesen und quantifiziert (z.B. mittels GC). Durch die kompakte Bauweise und die unter industrienahen Bedingungen zu untersuchenden Katalysatormengen sind auf diese Weise bis zu 100 Materialien sinnvoll zu testen. Ein noch größerer Reaktor ist aufgrund seines trägen Aufheiz- und Ab kühlverhaltens sowie seines großen Gasverbrauchs kaum realisierbar, ebenso wären die Analysenzeiten untragbar.

Die WO 00/51720 A2 beschreibt Mikroreaktoren eines Katalysatorarrays, wobei lediglich auf den Reaktionsschritt abgestellt wird. Sie ist stark an die Adsorber-Analyse adaptiert und verwendet in der Mehrzahl Schichten oder Filme als zu screenendes Material. Die Montage und Demontage einer neuen Bibliothek ist nicht ganz einfach (manuell und umständlich), und es werden auch meist offene Bibliotheken verwendet, d. h. die Lagerung ist stark eingeschränkt.

Die in der WO 00/29844 A1 beschriebene Massenspektrometrie-Technologie ist von der Handhabung her sehr umständlich, da alle zu screenenden Materialien als einzelne Tabletten oder ähnliches vorliegen müssen. Das Reaktorkonzept ist von Grund auf so, daß immer diese Tabletten ausgewechselt werden müssen. Außerdem ist es nicht echt zweidimensional. Eine Lagerung der Materialien ist nicht möglich und die Automatisierbarkeit ist sehr stark eingeschränkt.

Bei den in der Literatur beschriebenen Mikroreaktoren für heterogen katalysierte Reaktionen geht es fast ausschließlich um den Einsatz von Mikroreaktoren zur Herstellung von Produkten. Eine Parallelisierung ist nur in der WO 00/51720 A2 erwähnt. Die Katalysatorapplikation in Mikroreaktoren erfolgt meist als katalytisch aktive Schicht. Die Einlagerung von Mikroschüttgut ist in Arbeiten von Jensen/MIT (M. W. Losey, M. A. Schmidt, K. F. Jensen: A micro packed-bed reactor for chemical synthesis, in: W. Ehrfeld (Ed.): Microreaction Technology: Industrial Prospects, Proceedings of the 3rd International Conference on Microreaction Technology, Springer 2000, 277–286) beschrieben, allerdings ohne Parallelisierung.

Ein Glasreaktor wird in J. Antes, T. Tuercke, E. Marioth, K. Schmid, H. Krause, S. Loebbecke: Use of microreactors for mitration processes, 4th International Conference on Microreaction Technology, Topical Conference Proceedings, Atlanta/GA, March 2000, 194–200 beschrieben, wobei dort mit IR-Transmission eine Produktanalyse durchgeführt wird. Diese Technik läßt sich auch im Screening anwenden. Des weiteren sind Arbeiten von T. M. Floyd, K. F. Jensen, M. A. Schmidt: Towards integration of chemical detection for liquid phase microchannel reactors, 4th International Conference on Microreaction Technology, Topical Conference Proceedings, Atlanta/GA, March 2000, 461–466 als auch von A. E. Guber, W. Bier, K. Schubert: IR spectroscopic studies of a chemical reaction in various micromixer designs, 2nd International Conference on Microreaction Technology, Topical Conference Preprints, New Orleans/LA, March 1998, 284–289 zur Verbindung von Mikroreaktoren und IR-Analyse bekannt, welche jedoch lediglich zur Beurteilung eines Reaktionsfortschritts dienen.

Bekannt ist weiterhin, daß in Mikroreaktoren teilweise bereits mikrotechnisch hergestellte Membranen als Funktionselemente eingesetzt werden. Diese dienen dabei jedoch lediglich zur Trennung verschiedener Phasen in einem Reaktor.

Die WO 00/32512 A1 beschreibt Pd-basierte sowohl mikrotechnisch hergestellte Membranen für die Stofftrennung (z.B. H₂ und CO in Brennstoffzellen) als auch den Übergang von H₂ durch die Membran in eine flüssige Phase auf der anderen Membranseite für Hydrierungen. Parallelisierungen sind lediglich zur Erhöhung des Durchsatzes beschrieben, also Parallelschaltung identischer Reaktoren mit identischen Katalysatoren.

Mikrostrukturierte Membranen für Extraktionszwecke, eingesetzt in Mikroreaktoren, beschreibt W. E. TeGrotenhuis, R. J. Cameron, M. G. Butcher, P. M. Martin, R. S. Wegeng: Microchannel devices for efficient contacting of liquids in solvent extraction, 2nd International Conference on Microreaction Technology, Topical Conference Preprints, New Orleans/LA, March 1998, 329–334. Dabei können zwei verschiedene flüssige Phasen an diesen Membranen zum Zweck eines Stoffaustauschs in Kontakt gebracht werden, ohne daß sich die Phasen dabei vermischen. Aufgrund einer unterschiedlichen Benetzung der Poren durch die einzelnen Phasen bleibt jede Flüssigkeit auf der Seite ihres Bestimmungsortes.

Aus der DE 198 50 233 A1 ist eine Probensortier-, Übergabe- und Aufnahmevorrichtung für kleine Mikroperlen bekannt. Ausweislich der Offenbarung von Spalte 7, Zeilen 55 ff. sind die Ausnehmungen zur Aufnahme der Mikroperlen so ausgestaltet, dass die Mikroperlen bündig mit den Ausnehmungen abschließen. Dies erlaubt das Anlegen eines Unterdrucks, welcher zum Sortieren notwendig ist.

In der kombinatorischen Chemie sind lediglich Mikro- und Nanotiterplatten als "Vorrichtung" zur Aufnahme von biologischen, biochemischen oder chemischen Proben bekannt. Außerdem gibt es Arbeiten, bei denen Substanzen auf festen Trägern immobilisiert werden und auch gleich auf diesen gescreent werden können, z. B. auf größeren Bögen speziellen Filterpapiers (C. E. Mallouk et al., Science 280 (1998), 1735 ff.). Für die kombinatorische Materialforschung ist hinsichtlich "Vorrichtungen" jedoch nichts bekannt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Vorrichtung zur Analyse und Archivierung von Materialbibliotheken bereitzustellen, mit der es gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen gelingt, ein zusätzliches Umfüllen von Bausteinen einer oder mehrerer Materialbibliotheken zwischen den einzelnen Verfahrensschritten einzusparen und damit die Analyse und Archivierung der Materialbibliotheken zu beschleunigen bzw. zu optimieren, also den gesamten Verfahrensablauf in integrierter Form zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Analyse und Archivierung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff „Materialbibliothek" bezeichnet eine Anordnung umfassend mindestens zwei, vorzugsweise bis zu 10, weiter bevorzugt bis zu 100, insbesondere bis zu 1000 und weiter bevorzugt bis zu 100.000 Substanzen bzw. chemische Verbindungen, Gemische aus chemischen Verbindungen, Formulierungen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als "Bausteine" bezeichnet werden. Diese Bausteine wiederum befinden sich in verschiedenen, voneinander getrennten Abschnitten der Vorrichtung. Eine Anzahl von Bausteinen, welche größer 100.000 ist, ist nicht ausgeschlossen und somit ebenfalls denkbar.

Bei den Abschnitten zur Aufnahme der mindestens zwei Bausteine handelt es sich um Abschnitte, welche geeignete Öffnungen mit bestimmter geometrischer Form aufweisen. Unter "Abschnitten" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung definierte Orte innerhalb der Vorrichtung wie beispielsweise Hohlräume verstanden, welche aufgrund ihrer Koordinaten immer wieder auffindbar sind. Diese Orte bzw. Abschnitte sind zur Aufnahme der Bausteine geeignet und sind gleichzeitig als Reaktionskammer vorgesehen.

Diese Abschnitte können von mehreren Elementen der Vorrichtung gebildet werden, welche z. B. platten- oder scheibenförmig sind. Bevorzugt erstreckt sich ein solcher Abschnitt über mindestens zwei Platten bzw. Scheiben, wobei eine Platte bzw. Scheibe vorzugsweise den Boden, eine das Mittelstück und eine die Abdeckung des Abschnitts bildet.

Die Gesamtheit aller Abschnitte bildet den Analyse- und Aufnahmebereich der Vorrichtung.

Bevorzugt sind die mindestens zwei Abschnitte zur Aufnahme der mindestens zwei Bausteine jeweils stofflich oder thermisch oder thermisch und stofflich voneinander isoliert. Vorzugsweise sind jeweils alle Abschnitte der Vorrichtung in der oben genannten Weise voneinander ganz oder teilweise, vorzugsweise ganz isoliert.

Die stoffliche Trennung der Abschnitte erfolgt dabei durch ein hermetisches Verschließen der Abschnitte zueinander, vorzugsweise durch Bonden, nach der Einbringung der Bausteine, so daß kein Austausch von Fluiden zwischen den einzelnen Abschnitten erfolgen kann.

Die thermische Trennung der einzelnen Abschnitte voneinander, insbesondere sinnvoll bei stark exothermen Reaktionen, erfolgt durch eine geeignete Auswahl des Vorrichtungsmaterials hinsichtlich seiner thermischen Eigenschaften, wie beispielsweise dessen Wärmeleitung. Zusätzlich kann die Vorrichtung zwischen den einzelnen Abschnitten passive und/oder aktive Senken enthalten.

Der Begriff "Baustein" bezeichnet eine einzelne definierte Einheit, die sich in den jeweiligen voneinander getrennten Abschnitten der Materialbibliothek innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet und die aus einer oder mehreren Komponenten bzw. Materialien bestehen kann.

Solche Bausteine sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Feststoffe. Dabei kann es sich im Rahmen der erfindungsgemäß eingesetzten Substanzen um molekulare und nicht-molekulare chemische Verbindungen bzw. Formulierungen, bzw. Gemische bzw. Materialien handeln, wobei der Begriff "nicht-molekular" Substanzen definiert, die kontinuierlich variiert bzw. verändert werden können, im Gegensatz zu "molekularen" Substanzen, deren strukturelle Ausprägung sich lediglich über eine Variation von diskreten Zuständen, also beispielsweise der Variation eines Substitutionsmusters, verändern lassen.

Die Zusammensetzung der Bausteine umfaßt sowohl die stöchiometrische als auch die Substanz- und Element-Zusammensetzung der zu testenden Materialien, die von Material zu Material unterschiedlich sein kann. Somit ist es möglich, Materialbibliotheken herzustellen bzw. zu testen, die aus Materialien bestehen, die bezüglich ihrer Element-Zusammensetzung zwar identisch sind, wobei sich jedoch die stöchiometrische Zusammensetzung der das Material ausmachenden Elemente zwischen den einzelnen Materialien unterschiedlich ist; ferner ist es möglich, daß die Materialbibliothek aus Materialien aufgebaut ist, die sich bezüglich ihrer Element-Zusammensetzung jeweils unterscheiden; selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, daß sich die einzelnen Materialien jeweils in ihrer stöchiometrischen und Element-Zusammensetzung unterscheiden. Ferner ist es möglich, daß die Materialbibliothek aus Bausteinen aufgebaut ist, die bezüglich ihrer Element-Zusammensetzung und stöchiometrischen Zusammensetzung identisch sind, sich jedoch bezüglich der physikalischen oder chemischen oder physikalischchemischen Eigenschaften als Folge eines Behandlungsschritts unterscheiden. Dabei bezieht sich der hier verwendete Begriff „Element" auf Elemente des Periodensystems der Elemente. Unter dem Begriff "Substanz" sind hier Materialien, Komponenten oder Vorläufer-Komponenten, welche zu einem Material führen, zu verstehen.

Bei Verwendung der Vorrichtung können die Bausteine, wie z.B. heterogene oder heterogenisierte Katalysatoren, Luminophore, thermoelektrische, piezoelektrische, halbleitende, elektrooptische, supraleitende oder magnetische Substanzen oder Gemische aus zwei oder mehr dieser Substanzen, insbesondere intermetallische Verbindungen, Oxide, Oxidmischungen, Mischoxide, ionische oder kovalente Verbindungen von Metallen und/oder Nichtmetallen, Metallegierungen, Keramiken, organometallischen Verbindungen und Verbundmaterialien, Dielektrika, Thermoelektrika, magnetoresistiven und magnetooptischen Materialien, organischen Verbindungen, Enzymen und Enzymgemischen, pharmazeutischen Wirkstoffen, Substanzen für Futter und Futterergänzungsmittel, Substanzen für Nahrungs- und Nahrungsergänzungsmittel und Kosmetika und Gemische aus zwei oder mehr Oxiden, beliebig variiert werden. Ebenso ist es möglich, daß durch eine geeignete unterschiedliche Elementzusammensetzung eine Vielzahl von zwar weitgehend ähnlichen, sich in ihren Elementen jedoch in zumindest einem Ele ment unterscheidenden Materialien sämtliche Materialvarianten getestet werden können.

Dabei liegen die Bausteine der Materialbibliothek in Form von einzelnen Körpern, wie beispielsweise Kugeln, Monolithe, zylinderförmige Körper, etc., vor.

Dadurch wird die Befüllung der Abschnitte der Vorrichtung mit Bausteinen sowie die eindeutige Identifikation der Bausteine erleichtert. Das Befüllen ist Teil eines Verteilungsschritts, bei dem die Bausteine auf die Abschnitte der Vorrichtung verteilt werden. Unter Verteilung wird eine physikalische Überführung der Bausteine in die Vorrichtung verstanden, welche als Einbringen bezeichnet wird. Beim Einbringen wird jeder Abschnitt bevorzugt mit jeweils einem Baustein befüllt. Ebenfalls denkbar ist, daß auch einzelne Abschnitte oder Gruppen von Abschnitten nicht oder mit mehreren Bausteinen befüllt werden.

Zur Herstellung der wenigstens zwei Bausteine, bevorzugt einer Vielzahl von Bausteinen, können alle dem Fachmann bekannten Herstellungsverfahren zur Anwendung kommen.

Die Mittel zur Zu- und/oder Ableitung von fluiden Medien sind durch rohrartige Öffnungen bzw. Kanäle, wie beispielsweise Rohr- und Kapillarsysteme oder Bohrungen oder durch poröse Schichten realisiert. Die Mittel zur Zu- und/oder Ableitung weisen vorzugsweise einen Winkel zur Vorrichtungslängsebene auf, welcher bevorzugt 90° beträgt. Des weiteren besteht die Möglichkeit, Zu- und Ableitung winklig zueinander und auch in verschiedenen Ebenen anzuordnen, wobei auch hierfür ein Winkel von 90° bei Anordnung von Zu- und Ableitung in einer Ebene bevorzugt ist.

Der Begriff "Kanal" beschreibt dabei eine durch einen Körper, vorliegend beispielsweise eine Platte oder Scheibe, hindurchlaufende Verbindung zweier an der Körperoberfläche vorliegender Öffnungen, die beispielsweise den Durchtritt eines Fluids durch den Körper erlaubt. Der Kanal kann dabei eine beliebige Geometrie aufweisen. Er kann eine über die Länge des Kanals veränderliche Querschnittsfläche oder eine konstante Kanalquerschnittsfläche aufweisen. Der Kanalquerschnitt kann beispielsweise einen ovalen, runden oder polygonalen Umriß mit geraden oder gebogenen Verbindungen zwischen den Eckpunkten des Polygons aufweisen. Bevorzugt sind ein runder oder gleichseitiger polygonaler Querschnitt. Vorzugsweise weisen alle Kanäle im Körper die gleiche Geometrie (Querschnitt und Länge) auf und verlaufen parallel zueinander.

Bevorzugt weisen die Mittel zur Zu- und/oder Ableitung der fluiden Medien wenigstens eine Membran auf.

Unter Membranen sind dabei vorzugsweise permeable oder semipermeable Verschlüsse oder Bereiche eines Verschlusses zu verstehen, welche prinzipiell mit einer Verschluß- oder Sperreinrichtung zum Öffnen und Schließen der Membran versehen sein können.

Bevorzugt ist diese Membran eine Porenmembran, wobei die Porenmembran Poren mit definierter Textur zur Druckgleichverteilung der fluiden Medien aufweist.

Unter einer "Porenmembran" wird eine Membran mit einem Porensystem verstanden. Das Porensystem kann dabei geordnet und/oder ungeordnet, gerichtet und/oder ungerichtet sein.

Bezüglich der Abmessungen und der Anzahl der Poren bestehen keine Beschränkungen, soweit sie zur Zu- und/oder Ableitung vorzugsweise fluider Medien geeignet sind. Sie sollten weiterhin bevorzugt eine Durchlässigkeit für Strahlung aufweisen, beispielsweise energiereiche Strahlung wie Magnetfelder, Licht, UV-VIS, XRD und Mikrowellen sowie Wärmestrahlung.

Die Poren weisen jedoch bei Verwendung von gasförmigen Medien bevorzugt einen Durchmesser von 1 bis 500 μm, besonders bevorzugt 5 bis 30 μm auf sowie bevorzugt eine Länge von 1 bis 1000 μm, besonders bevorzugt 50 bis 200 μm auf.

Die Anzahl der Poren pro Zu- und/oder Ableitung beträgt bevorzugt 1 bis 1000, besonders bevorzugt 3 bis 20 Poren.

Bevorzugt ist die Porenradienverteilung monomodal. Es können jedoch auch mehrmodale und/oder hierarchisch organisierte Porensysteme realisiert werden. Dabei sind die Poren bevorzugt parallel und vorzugsweise in Richtung des Fluidstromes angeordnet. Die Poren können ebenfalls nicht-gerade angeordnet sein und zu interkonnektiven Porensystemen verbunden sein.

Solche Porensysteme bewirken eine Fluidgleichverteilung über alle Abschnitte, wodurch, z. B. im Vergleich zu binären und quaternären Bäumen, eine gute Skalierbarkeit und eine höhere Parallelisierung erreichbar ist.

Als Herstellungsverfahren für Poren kommen grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten und zur Herstellung der oben beschriebenen Poren geeigneten Fertigungsverfahren in Betracht. Beispielhaft seien hier genannt: lithographische Verfahren, Ätzverfahren, LIGA-Vefahren, Laserablationsverfahren, Bohrverfahren, Fräsverfahren, Erodierverfahren, Läppverfahren (wie beispielsweise Ultraschallschwingläppen), ECM-Verfahren, Siebdruckverfahren, Lithographie-Galvano-Abformung, Prägeverfahren, Stanzverfahren, etc.

Geeignete Porenmembranen können aber auch durch Kristallisationsverfahren und/oder keramische Verfahren sowie Sinterprozesse und templatbasierte Verfahren hergestellt werden. Beispiele für solche Porenmembranen sind: Schaumkeramiken, Zeolithmembranen, Sintermetallfritten, Glasfritten, anorganisch poröse Filtermedien und viele andere mehr.

Das Mittel zur Identifikation der Vorrichtung ist ein Code, wobei der Code eine Codierung, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe: mechanische Codierung, optische Codierung, magnetische Codierung, radioaktive Codierung, Radiofrequenzanalyse, aufweist.

Als Codierung kommen grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten Codierungen mit alpha-numerischen, numerischen und oder alphabetischen Codierungen in Betracht. Ziel der jeweiligen Codierung ist es, die Verknüpfung von individueller bzw. Einzelinformation (also beispielsweise Information über einzelne Bausteine der Materialbibliothek, Informationen zur Herstellungshistorie einzelner Bausteine, Information aus Analysendaten, also von Eigenschaften erster und oder zweiter Ordnung und aus der Testung auf Performance-Eigenschaften) und sogenannter kollektiver Information (also beispielsweise Informationen über die gesamte Materialbibliothek: Historie, Herstelldatum). Dabei ist es Ziel, die Codierung so effizient wie möglich zu gestalten und einen logischen und fehlerfreien Datenfluß zu gewährleisten.

Wichtig ist dabei auch, daß die Codierung mit einem Codesystem vorgenommen wird, das unter den jeweiligen Reaktionsbedingungen noch die volle Auslesbarkeit gewährleistet. Vorzugsweise kommen hier optische Barcodesysteme zum Einsatz.

Identifikationssysteme dienen dabei vorzugsweise der Erkennung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der ihr mitgegebenen objekteigenen vorzugsweise verschlüsselten Information. Diese kann auch mechanisch, beispielsweise durch Schaltnocken, magnetisch, durch OCR-Schriftzeichen oder mittels dem am häufigsten eingesetzten Strichcode verschlüsselt sein.

Der Strichcode oder auch Barcode, welcher Bestandteil der Vorrichtung ist, besteht aus nach einem bestimmten Bildungsgesetz (Codeart) angeordneten dicken und dünnen Balken bzw. Pixeln (z. B. Punkte oder andere Formen) und den dazwischenliegenden "weißen" Lücken. Balken, Punkte und/oder andere Formen oder die dazwischenliegenden "Lücken" können auch in Form von Ausnehmungen in dem jeweiligen Trägermaterial des Barcodes vorgesehen sein. Bekannte Codearten sind: Code 2/5, Code 2/Si, Code 39, EAN Code, Code 129, PDF417 Barcode, CODEABLOCK Barcode, UPS MaxiCode Barcode, Micro-PDF417 Barcode, Standard 2 of 5 Barcode, QR Code Barcode, Data Matrix Barcode u.a.

Die Identifizierungsgüte wird unter anderem durch die Breite und das Breitenverhältnis (günstig 1:3) der dünnen und dicken Balken bzw. Lücken, ihre Dickentoleranz, den Schwärzungsgrad und die Kantenschärfe der Balken bestimmt.

Die Identifikation kann auch durch mechanisches Abtasten einer Form und/oder Einprägung erfolgen.

Die Anbringung des Barcodes auf der Vorrichtung kann grundsätzlich durch alle dem Fachmann bekannten Auf- bzw. Einbringungsverfahren erfolgen, wobei das jeweilige Verfahren eine ausreichende Beständigkeit des Barcodes gegenüber den jeweiligen Reaktionsbedingungen (z. B. hohe Temperatur und Reaktivgas) gewährleisten muß. Eines der wichtigsten Kriterien ist dabei die Lesbarkeit des Barcodes. Geeignete Auf- bzw. Einbringverfahren sind beispielsweise: Print-(Druck-) verfahren, Gravurverfahren, lithographische Verfahren, Ätzverfahren, LIGA-Vefahren, Laserablationsverfahren, Bohrverfahren, Fräsverfahren, Erodierverfahren, Läppverfahren (wie beispielsweise Ultraschallschwingläppen), ECM-Verfahren, Siebdruckverfahren, etc.

Die im Zusammenhang mit der Anbringung des Barcodes auf der Vorrichtung genannten Verfahren sind auch zur Herstellung der Vorrichtung geeignet.

Bevorzugt wird ein Barcode zur Identifikation in die Vorrichtung eingeätzt.

Ebenfalls denkbar sind sogenannte programmierbare Datenträger wie beispielsweise EEPROM oder RAM zur Identifikation einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, womit der Datenfluß im Transportsystem reduziert werden kann, vorausgesetzt, sie sind auch unter Reaktionsbedingungen funktionsfähig.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel zur Positionsidentifikation der Vorrichtung auf.

Die Positionsidentifizierung der Vorrichtung wird vorzugsweise durch geeignete geometrische Formen und/oder Lagesicherungselemente sichergestellt.

Die Mittel zur Identifikation der Vorrichtung oder zur Identifikation der Materialbibliothek oder zur Identifikation der Vorrichtung und der Materialbibliothek können ebenso Mittel zur Positionsidentifikation der Vorrichtung aufweisen.

Die Mittel zur Identifikation der Vorrichtung können gleichzeitig zur Positionsidentifikation der Vorrichtung geeignet sein.

Die Vorrichtung kann Mittel zum Verschließen und Öffnen aufweisen.

Solche Mittel zum Verschließen und Öffnen können sein: mechanische Verschlüsse wie beispielsweise Gewinde- und Bajonettverschlüsse, magnetische Verschlüsse, verdampfbare Kleber, Verpressungen, Preßverbindungen, Preßpassungen, Nieten, Schrauben, etc.

Die Multifunktionsvorrichtung kann gegebenenfalls nach einem "Verschließen", in geeigneten Boxen, vom grundsätzlichen Aufbau vergleichbar beispielsweise herkömmlichen CD-Laufwerken, CD-, DAT- oder Minidisc-Hüllen, gelagert werden, um beispielsweise einen Schutz der Bausteine gegen Umwelteinflüsse zu gewährleisten (Ummantelung). Ein solches äußeres Schutzmedium, beispielsweise in Form einer geeigneten Box, umgibt die Abschnitte der Multifunktionsvor richtung und wird bevorzugt bei einer Reaktion entfernt, beziehungsweise teilweise entfernt. Eine solche teilweise Entfernung kann beispielsweise durch Verschlüsse wie beispielsweise Deckel sichergestellt werden, welche bei einer Reaktion vorzugsweise auf- oder weggeklappt werden. Bausteine, die auf diese Weise archiviert werden, können während der Archivierung einem weiteren Spektrum von Bedingungen unterzogen werden, wie beispielsweise einer Behandlung durch Fluid- und/oder Strahlungskontakt, einer Inertisierung, einer Alterung unter Reaktivgas und/oder hydrothermalen Bedingungen oder einer Temperaturbehandlung.

Die Vorrichtung kann wenigstens einen Anschluß zum Arbeiten unter reduziertem und/oder erhöhtem Druck aufweisen. Aufgrund dieses Merkmals können die Bausteine beispielsweise bei einer Behandlung oder auch während der Analyse bestimmten Druckbedingungen ausgesetzt werden. Außerdem können solche Anschlüsse auch zur Fluidein- und/oder -ausleitung verwendet werden.

Die Vorrichtung kann aus thermisch belastbarem Material bestehen.

Grundsätzlich sind hier alle dem Fachmann bekannten Materialien einsetzbar, welche wenigstens in einem Bereich von bevorzugt –78° bis 800°C, besonders bevorzugt 20° bis 600°C thermisch belastbar sind.

Das thermisch belastbare Material wird dabei ausgewählt aus der Gruppe: Silizium, Glas, Metall, Legierungen, Keramik, polymere Werkstoffe, Kompositmaterialien wie beispielsweise eine Kombination aus Silizium und Glas sowie Verbundwerkstoffe.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung weist diese Mittel zur Stapelung der Vorrichtung auf. Solche Mittel können grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten Elemente und/oder Einrichtungen sein, die geeignet sind, die Vorrichtung stapelbar zu machen.

Die Vorrichtung ist weiterhin so ausgestattet, daß sie eine Bodensteinzahl von mehr als 2, vorzugsweise von mehr als 5, weiterbevorzugt von mehr als 10, insbesondere von mehr als 50 und weiter insbesondere von mehr als 100 aufweist, wobei sich die Bodensteinzahl auf Strömungsgeschwindigkeiten von weniger als 10 m/s, weiter bevorzugt 0,1 bis 5 m/s und insbesondere 0,3 bis 3 m/s, bezieht.

Dabei wird die Bodensteinzahl Bo als Quotient der linearen Strömungsgeschwindigkeit mal der charakteristischen Reaktorlänge geteilt durch den axialen Dispersionskoeffizienten errechnet.

Speziell bei der Verkleinerung von Reaktoren stellt das Erhalten einer großen Bodensteinzahl ein wichtiges Kriterium dar, da nur durch Reaktoren mit hohen Bodensteinzahlen sichergestellt werden kann, daß Diffusionslimitierungen nicht das Ergebnis eines Katalysatortests verfälschen.

In den Schriften WO 00/51720 A2, WO 98/15969 A2 und WO 00/29844 A1 werden Reaktorsysteme vorgestellt, bei denen im wesentlichen ein Gas durch einen Reaktionsraum geleitet wird, auf dessen Boden eine Schüttung aus Katalysatorpulver liegt. Solche Anordnungen sind nicht ideal, da durch sie verfälschte Resultate aufgrund von Diffusionslimitierungen erhalten werden können. Die in den vorliegenden Schriften angegebenen Daten bezüglich der Reaktoren lassen lediglich Abschätzungen der Bodensteinzahlen zu.

Die Verkleinerung von Reaktoren im Bereich der kombinatorischen Chemie und der Hochdurchsatzforschung stellt ein attraktives Ziel dar, da so die Einsatzstoffkosten bezüglich Katalysator und eingesetzten Reaktanden stark gesenkt werden können. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können trotz der Verkleinerung des Reaktors goße Bodensteinzahlen, d. h. eine niedrige Rückvermischung und damit eine Rohrreaktorcharakteristik, erreicht werden.

Schlüsselgößen dabei sind die richtige Abstimmung der Größe des oder der verwendeten Bausteine, z. B. ein Formkörper und deren relative Größe im Verhältnis zur Reaktorkavität. Die Größe des Formkörpers muß so an die Reaktorgöße angepaßt werden, daß der Formkörper im Verhältnis zum Reaktor nicht zu klein ist, da sonst eine hohe Rückvermischung erfolgt. Er darf aber auch nicht zu groß sein, da sonst wegen des zu kleinen Spaltes zwischen Reaktorwand und Formkörper ein zu großer Druckabfall entsteht, der die Gesamtfunktion des Reaktors beeinträchtigen und die Flußcharakteristik ebenfalls negativ beeinflussen kann.

Den folgenden Berechnungen liegen die folgenden Daten zugrunde: dz (charakteristische Reaktorlänge, in diesem Fall Reaktordurchmesser) = 1200 Mikrometer; p (Druck) = 1 bar; 1 (Reaktorlänge, in diesem Fall Länge der Kavität), D (Diffusionskoeffizient, in diesem Fall für Butan in Luft = 2,88 × 10^–5 m²/s.

Die folgende Tabelle zeigt für 3 charakteristische Gasgeschwindigkeiten die jeweiligen Bodensteinzahlen.

Es ist leicht ersichtlich, daß bei der Vorrichtung schon bei geringen Gasgeschwindigkeiten Bodensteinzahlen von 10 bis über 100 erreicht werden können. Dies ist für solche Reaktortypen bisher unerreicht (siehe Stand der Technik) und daher von großem Nutzen für die Katalysatorforschung.

Für eine Integration der Vorrichtung in einen vollautomatisierten Arbeits- bzw. Stationsablauf weist die Vorrichtung Mittel zur automatisierten Handhabung der Vorrichtung auf.

Der Einsatz der Vorrichtung in einem vollautomatisierten System bietet einen erheblichen logistischen Vorteil, da dann ein Probentransfer von z. B. Stufe x nach z. B. Stufe y in einem Format erfolgen kann und nicht wie bisher eine Vielzahl von Proben gehandhabt und/oder getestet werden muß.

Die Vorrichtung wird einer Reihe von Anforderungen gerecht, wie beispielsweise Fluidkontaktierbarkeit, Zugänglichkeit für eine Reihe von chemischen und/oder physikalischen und/oder physikochemischen Untersuchungsmethoden sowie Möglichkeiten der Identifikation der Proben und des Probenformats.

Die Vorrichtung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
1a eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit Membranen auf Zu- und Ableitungsseite;
1b eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit Membranen nur auf Zuleitungsseite;
1c eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit Membranen auf Zu- und Ableitungsseite sowie Abstromführungselement;
1d eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit Membranen auf Zu- und Ableitungsseite mit alternativer Stutzenform des Abschnitts auf Ableitungsseite;
2a eine schematische Darstellung von Abschnitten der Vorrichtung mit kreisförmigem Querschnitt und pyramidalem Stutzen auf der Ableitungsseite;
2b eine schematische Darstellung von Abschnitten der Vorrichtung mit viereckigem Querschnitt und pyramidalem Stutzen auf der Ableitungsseite;
2c eine schematische Darstellung von Abschnitten der Vorrichtung mit polygonalem Querschnitt und pyramidalem Stutzen auf der Ableitungsseite;
2d eine schematische Darstellung von Abschnitten der Vorrichtung mit kreisförmigem Querschnitt und kalottenförmigem Stutzen sowie sternförmigen Ausnehmungen auf der Ableitungsseite;
3a eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung mit runder Außenkontur sowie Anlagefläche zur Positionsidentifikation;
3b eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung mit quadratischer Außenkontur;
3c eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung mit rechteckiger Außenkontur;
4a eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit abnehmbaren Membranen auf Ableitungsseite mit Analyse- bzw. Identifikationseinheit;
4b eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit abnehmbaren Membranen auf Ableitungsseite und mit abnehmbarem Abstromführungselement;
5a eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit Membranen auf Zu- und Ableitungsseite sowie Abstromführungselement mit Analyseeinheit und Meßsonde;
5b eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit Membranen auf Zuleitungsseite sowie mit Analyseeinheit;
5c eine schematische Darstellung eines Querschnitts zweier Abschnitte der Vorrichtung mit Membranen auf Zuleitungsseite sowie mit einer alternativen Analyseeinheit;
1a zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung 10, bei welcher die Abschnitte 12 durch Ausnehmungen einer dreischichtigen Plattenanordnung gebildet sind. Dieses dreischichtige System weist dabei eine erste Siliziumschicht 14, eine Glasschicht 16 und eine zweite Siliziumschicht 18 auf. Die Ausnehmungen in den einzelnen Schichten weisen eine unterschiedliche Form auf, so daß sich in ausgerichtetem Zustand eine, wie in 1 dargestellt, achteckige Querschnittsform der Abschnitte 12 ergibt.
In einer alternativen Ausgestaltung der in 1a gezeigten Ausführungsform, ist die Glasschicht 16 und die zweite Siliziumschicht 18 als eine Schicht vorgesehen, welche vorzugsweise aus Glas besteht.
Die einzelnen in 1a dargestellten Schichten werden vorzugsweise durch Bonden z. B. bei hohem Druck und hoher Temperatur miteinander verbunden.
In der ersten Siliziumschicht 14 und der zweiten Siliziumschicht 18 sind angenzend an die Ausnehmungen, welche Teil der Abschnitte 12 sind, Membranen 22 vorgesehen, welche vorliegend als Porenmembran ausgebildet sind.
In den Abschnitten 12 sind Bausteine 20 dargestellt, welche im Bereich der zweiten Siliziumschicht 18 punktförmig auf Wänden eines vorzugsweise pyramidalen Stutzens 24 aufliegen. Der Stutzen 24 bildet den ableitungsseitigen Teil des Abschnitts 12 und ist vorzugsweise in der zweiten Siliziumschicht 18 ausgebildet.
Eine Auflage der Bausteine 20 auf der Membran 22 kann leicht zu undefinierten Strömungsverhältnissen führen. Allein eine "Wandlage" eines Bausteins 20 (Baustein 20 liegt an einer Seite an der Wand an) oder "Mittellage" des Bausteins 20 (Baustein 20 mitten auf der Membran) zu vollkommen unterschiedlichen Strömungsverhältnissen. Daher ist eine direkte Kontaktierung von Baustein 20 und Membran 22 unerwünscht und wenig vorteilhaft.
Bei dieser Ausgestaltung der Abschnitte 12 wird der direkte Kontakt zwischen Baustein 20 und Membran 22 vermieden, aber gleichzeitig eine freie Umströmung des Bausteins 20 gewährleistet.
Die Abschnitte weisen dazu einen geometrischen Stutzen 24 zur Fixierung der Kugel (Baustein 20) in einer Lage auf. Der Stutzen 24 kann dabei einer pyramidenförmigen Absenkung oder einer anderen polyederförmigen Absenkung realisiert werden. Typischerweise beträgt der Stutzendurchmesser 35–95% des Reaktordurchmessers (Abschnittdurchmesser), vorzugsweise 45–85%. Typischerweise ist der Stutzen von der Auflageseite des Bausteins 20 zur Membranseite hin verjüngt, dies kann z. B. in Form eines Pyramidenstumpfes realisiert sein (Verjüngung vorzugsweise auf 70–10% der Basalbreite). Dabei ist die Verjüngung vorzugsweise gleichmäßig.
Durch Berechnung der reaktionstechnischen Kennzahlen (z. B. Bodensteinzahlen) und numerische Simulation der Strömungsverhältnisse wurde herausgefunden, daß bei einem Kugeldurchmesser von 90% des Reaktordurchmessers sehr viele Wandeffekte eintreten, die sich negativ auswirken. Bei gegebenem pyramidenförmigen Winkel der Absenkung von x° kommt es bei einem Kugeldurchmesser von 70% des Stutzendurchmessers zum tangentialen Anliegen der Kugel an den Stutzen (pyramidenförmig), wird die Kugel kleiner, fällt sie in den Stutzen und blockiert diesen teilweise und es besteht das Risiko des Aufliegens auf der Membran 22.
Daher ist eine Kugelgröße größer als 90% des Reaktordurchmessers und kleiner als 70% des Stutzendurchmessers nicht vorteilhaft und somit nicht bevorzugt.
Durch Oberflächenstrukturierung der Bausteine 20 kann das Verweilzeitspektrum geändert werden. Dabei kann eine solche Oberflächenstrukturierung in geometrischen Vertiefungen des eingesetzten Bausteins 20 bestehen (Ausnehmungen oder Aussparungen), es kann sich aber auch um Erhöhungen handeln. Prinzipiell ist jede Abweichung von der idealen Kugelform als Oberflächenstrukturierung anzusehen.
Vorteilhaft ist ebenfalls der Einsatz mehrerer Bausteine 20 (mehrere Kugeln) oder von stäbchenförmigen Bausteinen die das Flußprofil mehr zum plug-flow (Pfropfenströmung) hin wandeln. Ebenfalls von Nutzen sind stäbchenförmige Bausteine mit Kanalöffnungen.
1b zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach 1a, wobei in dieser Ausführungsform anstelle der in 1a ableitungsseitig vorgesehenen Membranen 22, Öffnungen 26 vorgesehen sind.
Bei diesen Öffnungen 26 handelt es sich vorzugsweise um Ausnehmungen, welche bevorzugt in Form eines Kanals ausgebildet sind.
In 1c ist ebenfalls eine alternative Ausführungsform zu 1a dargestellt, in welcher angrenzend an die zweite Siliziumschicht 18 ein Abstromführungselement 28 vorgesehen ist. Dieses Abstromführungselement 28 ist vorzugsweise plattenförmig und weist entsprechend der Positionen der ableitungsseitigen Membranen 22 Ausnehmungen 30 auf, welche grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen können. Bevorzugt ist jedoch eine Form, insbesondere Querschnittsform, welche dem oben bereits beschriebenen "Kanal"-Begriff entspricht, wobei besonders bevorzugt Formen zur Anwendung kommen, welche insbesondere für eine Analyse günstige Strömungsverhältnisse zur Verfügung stellen.
1d zeigt eine zu 1a alternative Ausführungsform, bei welcher ein Stutzen 24' zum Einsatz kommt, der im Vergleich zu Stutzen 24 in 1a eine andere Größe bzw. eine andere Form aufweist.
Die 2a bis 2d zeigen verschiedene Querschnittsformen der Abschnitte 12, wobei die in den 2a bis 2d gezeigte Querschnittsebene der Abschnitte 12 rechtwinklig zu der in den 1a bis 1d dargestellten Querschnittsebene liegt und wobei die 2a bis 2d Ansichten der Vorrichtung 10 von oben, ohne erste Siliziumschicht 14 zeigen.
In 2a sind Abschnitte 12 mit rundem Querschnitt und pyramidalem Stutzen 24, in 2b Abschnitte 12 mit viereckigem, vorzugsweise quadratischem, Querschnitt und pyramidalem Stutzen 24, in 2c Abschnitte 12 mit polygo nalem Querschnitt und pyramidalem Stutzen 24 und in 2d Abschnitte 12 mit kreisförmigem Querschnitt und kalottenförmigem Stutzen 24, dargestellt.
Das Problem, daß ein kugelförmiger Baustein 20 die sich an den kalottenförmigen Stutzen 24'' anschließende Öffnung 26 oder Membran 22 verschließt, wird, wie in 2d gezeigt mit Ausnehmungen 32 gelöst. Diese Ausnehmungen 32 stellen den Abstrom sicher und verhindern ein Verstopfen bzw. Verschließen der Öffnungen 26 bzw. Membranen 22.
In den 3a bis 3c sind unterschiedliche Außenkonturen der Vorrichtung 10 dargestellt, wobei 3a eine Vorrichtung 10 mit kreisförmiger Außenkontur und einer Anlagefläche 34, vorzugsweise zur Positionsidentifikation, zeigt, 3b eine Vorrichtung 10 mit quadratischer Außenkontur und abgeschrägten Ecken zeigt und 3c eine Vorrichtung 10 mit rechteckiger Außenkontur und abgeschrägten Ecken zeigt.
Die in den 3b und 3c dargestellten abgeschrägten Ecken können bei entsprechend definierter geometrischer Form ebenfalls zur Positionsidentifikation verwendet werden.
Weiterhin sind in den 3a bis 3c Abschnitte 12 sowie deren mögliche Position in der Vorrichtung 10 angedeutet.
Außerdem weisen die in den 3a bis 3c dargestellten Vorrichtungen 10 eine Codierung in Form eines Barcodes 36 auf, welcher zur Identifikation der Vorrichtung 10 oder zur Identifikation der Materialbibliothek oder zur Identifikation der Vorrichtung 10 und zur Identifikation der Materialbibliothek verwendet werden kann. Des weiteren kann der Barcode 36 gleichzeitig zur Identifikation der Vorrichtung 10 und/oder der Materialbibliothek als auch zur Positionsidentifikation der Vorrichtung 10 bestimmt sein.
4a zeigt einen Querschnitt zweier Abschnitte einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 10, wobei die ableitungsseitigen Membranen 22 nicht integraler Bestandteil der zweiten Siliziumschicht 18 sind, sondern als abnehmbare Membranen (in 4a nicht dargestellt), vorzugsweise als Teil einer zusätzlichen Schicht bzw. Platte, vorgesehen sind.
Dieses konstruktive Merkmal ermöglicht eine direkte Zugänglichkeit der Bausteine 20 innerhalb der Abschnitte 12 der Vorrichtung 10, beispielsweise zur Identifikation der Bausteine 20.
Mit beispielsweise einer Strahlungsquelle 38 und einem Detektor 40, welche bevorzugt in einem Winkel α zueinander angeordnet sind, ist eine Identifikation der Bausteine 20 z. B. mittels XRF möglich.
In 4b ist ein mit 4a vergleichbarer Aufbau der Vorrichtung 10 gezeigt, mit dem Unterschied, daß anstelle der abnehmbaren Membranen ein abnehmbares Abstromführungselement 28 vorgesehen ist.
5a zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung 10, wie schon in 1d dargestellt, mit beispielsweise abnehmbarem Abstromführungselement 28 sowie einer in drei Richtungen (dreidimensional) verfahrbaren Sonde (beispielsweise eine Meßkapillare) zur Aufnahme des Abstroms und dessen, auch teilweise Weiterleitung an eine Analyseneinheit, wie beispielsweise ein Massenspektrometer oder ein Gaschromatograph.
5b zeigt ebenfalls eine Ausführungsform der Vorrichtung 10, wie schon in 1d dargestellt, mit dem Unterschied, daß ableitungsseitig nicht wie in 1d Membranen 22 vorgesehen sind, sondern Öffnungen 26. Ein solcher Vorrichtungsaufbau eignet sich vorzugsweise zur IR-Analyse der Materialbibliothek mittels einer Analyseneinheit 42, wie beispielsweise einer Infrarotkamera. Weitere denkbare Analysenmethoden sind z. B. IR-Transmissionsanalytik und photoakustische Methoden.
In 5c ist eine weitere Form einer Analysenmöglichkeit (Adsorber-Analyse) dargestellt, welche im Unterschied zu 5b auf der Ableitungsseite der Vorrichtung 10 einen Wärmetauscher 44, welcher in Richtung der Vorrichtung eine Dichtung 46 und in entgegengesetzter Richtung ein Adsorbens 48, wie beispielsweise Filterpapier, aufweist, vorsieht.

Claims

Vorrichtung (10) zur Analyse und Archivierung mindestens einer Materialbibliothek wenigstens umfassend: einen Aufnahmebereich (14, 16, 18) mit mindestens zwei Reaktionskammern (12) zur Aufnahme von jeweils mindestens einem Baustein (20), Mittel zur Zuleitung (22) und Ableitung (22, 26) von fluiden Medien zu den Reaktionskammern (12), Mittel zur Identifikation der Vorrichtung (10) oder zur Identifikation der Materialbibliothek oder zur Identifikation der Vorrichtung (10) und der Materialbibliothek, wobei die Reaktionskammern (12) einen polyederförmigen Stutzen (24) als ableitungsseitigen Teil aufweisen, und wobei der Stutzen (24) derart ausgestaltet ist, dass die Bausteine (20) punktförmig auf Wänden des Stutzens (24) aufliegen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Identifikation als Mittel zur Positionsidentifikation der Vorrichtung (10) ausgestaltet sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reaktionskammern (12) stofflich oder thermisch oder thermisch und stofflich voneinander isoliert sind.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mittel zur Zuleitung (22) und Ableitung (22, 26) der fluiden Medien wenigstens eine Membran (22) aufweisen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Membran (22) eine Porenmembran ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Porenmembran Poren mit definierter Textur zur Gleichverteilung der fluiden Medien aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher die Poren einen Durchmesser von 1 bis 500 μm, insbesondere 5 bis 30 μm, aufweisen.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, wobei die Poren eine Länge von 1 bis 1000 μm, insbesondere 50 bis 200 μm, aufweisen.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Porenmembran eine Anzahl von 1 bis 1000, insbesondere 3 bis 20 Poren pro Zu- und/oder Ableitung aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Aufnahmebereich (14, 16, 18) aus einer mehrschichtigen Plattenanordnung gebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sie wenigstens einen Anschluß zum Arbeiten unter reduziertem und/oder erhöhtem Druck aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei eine Platte der Plattenanordnung aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe Silizium, Glas, Me tall, Legierungen, Keramik, polymere Werkstoffe, Kompositmaterialien sowie Verbundwerkstoffe besteht.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Mittel zur Identifikation der Vorrichtung ein Code ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei der Code eine mechanische Codierung, optische Codierung, magnetische Codierung, radioaktive Codierung oder eine Radiofrequenzcodierung ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Reaktionskammern (12) mit Zuleitung (22) und Ableitung (22, 26) so ausgestaltet sind, dass sie eine Bodensteinzahl von mehr als 2, vorzugsweise von mehr als 5, weiter bevorzugt von mehr als 10, insbesondere von mehr als 50 und weiter insbesondere von mehr als 100 aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 15, bei welcher sich die Bodensteinzahl auf Strömungsgeschwindigkeiten von weniger als 10 m/s, weiter bevorzugt 0,1 bis 5 m/s und insbesondere 0,3 bis 3 m/s bezieht.
Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Hochdurchsatz-Screening der Bausteine (20) von Materialbibliotheken.