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DE102007037788B4 - Device for coupling lines to a microfluidic chip - Google Patents

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DE102007037788B4
DE102007037788B4 DE200710037788 DE102007037788A DE102007037788B4 DE 102007037788 B4 DE102007037788 B4 DE 102007037788B4 DE 200710037788 DE200710037788 DE 200710037788 DE 102007037788 A DE102007037788 A DE 102007037788A DE 102007037788 B4 DE102007037788 B4 DE 102007037788B4
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line
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Joachim Dr. Pd Franzke
Peter Dr. Jacob
Jonathan Dr. West
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Leibniz Institut fuer Analytische Wissenschaften ISAS eV
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LEIBNIZ INST fur ANALYTISCHE
Leibniz Institut fuer Analytische Wissenschaften ISAS eV
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Abstract

Vorrichtung zum Ankoppeln von Leitungen an einen mikrofluidischen Chip mit einem hülsenförmigen Kopplungselement, welches mit einer Leitung verbunden ist und mit seinem freien Endbereich am mikrofluidischen Chip befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Kopplungselement (5) aus einem ferromagnetischen Material besteht und wenigstens ein auf der dem Kopplungselement (5) abgewandten Seite des mikrofluidischen Chips (1) anordbares Halteelement (6) aus einem ferromagnetischen Material vorgesehen ist, wobei das Kopplungselement (5) und/oder das Halteelement (6) permanentmagnetische Eigenschaften aufweisen.Device for coupling lines to a microfluidic chip with a sleeve-shaped coupling element which is connected to a line and with its free end portion on the microfluidic chip fastened, characterized in that the sleeve-shaped coupling element (5) consists of a ferromagnetic material and at least one on the coupling element (5) facing away from the side of the microfluidic chip (1) arrangeable holding element (6) is provided from a ferromagnetic material, wherein the coupling element (5) and / or the holding element (6) have permanent magnetic properties.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankoppeln von Leitungen an einen mikrofluidischen Chip mit einem hülsenförmigen Kopplungselement, welches mit einer Leitung verbunden ist und mit seinem freien Endbereich am mikrofluidischen Chip befestigbar ist.The The invention relates to a device for coupling lines to a microfluidic chip with a sleeve-shaped coupling element, which connected to a conduit and with its free end area attachable to the microfluidic chip.

Bei der Miniaturisierung von Geräten zur Bestimmung von Stoffdaten sind die sogenannten ”Chip-to-the-world”-Verbindungen Schnittstellen (Anschlüsse) zwischen dem Analyten (Probenmaterial) in der Makro-Welt und dem mikrofluidischen Analysesystem (μ-TAS). Neben Proben müssen oftmals auch Lösungen von Puffern und Reagenzien zu- und Reaktanten wieder abgeführt werden. Wegen des hohen Fließwiderstandes dieser Flüssigkeiten in den klein dimensionierten Chipstrukturen ist oftmals eine erhebliche Druckstabilität der Anschlüsse erforderlich. Wünschenswert ist generell eine einerseits stabile, andererseits variable und reversible Anordnung der Anschlüsse. Dies gilt prinzipiell auch für die elektrische Versorgung und die Kopplung mit Detektoren.at the miniaturization of devices for the determination of material data are the so-called "chip-to-the-world" connections Interfaces (connections) between the analyte (sample material) in the macro world and the Microfluidic Analysis System (μ-TAS). In addition to samples need often also solutions of buffers and reagents and reactants are removed again. Because of the high flow resistance these fluids in the small-sized chip structures is often a significant pressure stability the connections required. Desirable is generally stable on the one hand, and variable on the other hand reversible arrangement of the connections. This applies in principle also for the electrical supply and the coupling with detectors.

Die fluidische Kopplung wird in der Regel dadurch erreicht, dass mittels einer Chiphalterung Anschlüsse auf dem mikrofluidischen Chip mit geeigneten Adaptern fixiert werden. Die Druckstabilität wird dabei durch Schrauben oder Federn gewährleistet.The Fluidic coupling is usually achieved by means of a chip holder connectors be fixed on the microfluidic chip with suitable adapters. The pressure stability is ensured by screws or springs.

Eine deutlich flexiblere weitgehend etablierte kommerzielle Kopplungsmethode bieten sogenannte Nanoports. Dabei handelt es sich um gattungsgemäße Vorrichtungen in Form von Anschlüssen, die über selbstklebende Ringe auf dem Mikrochip haften und mittels druckstabiler Standardschlauchverbinder eine Flüssigkeitszufuhr ermöglichen. Solche Nanoports sind z. B. in der Druckschrift US 6,974,978 B2 beschrieben. Nachteilig bei diesen Nanoports sind jedoch die relativ hohen Kosten und insbesondere die Tatsache, dass diese aufgrund der Klebeverbindung mit dem Chip nicht oder nur auf äußerst umständliche Weise wieder verwendet werden können.A much more flexible and widely established commercial coupling method is offered by so-called nanoports. These are generic devices in the form of connections that adhere on self-adhesive rings on the microchip and allow fluid supply by means of pressure-resistant standard hose connector. Such nanoports are z. B. in the document US 6,974,978 B2 described. A disadvantage of these nanoports, however, are the relatively high costs, and in particular the fact that they can not be used again due to the adhesive bond with the chip or only in an extremely complicated way.

Des Weiteren sind zahlreiche andere Lösungen bekannt, bei denen die Anschlüsse auf Chips mechanisch fixiert (gesteckt, verschraubt), verklebt oder mit Kunststoff gegossen werden. Beispiele für solche Lösungen sind in DE 10 2005 000 799 A1 , DE 102 13 272 A1 , DE 602 01 580 T2 , der Druckschrift: ”Naga S. Korivi [u. a.]: A Generic Chip-to-World Interconnect System for Microfluide Devices. In: System Theory, 2007, S. 176–180” und in WO 2004065288 A1 beschrieben. Diese bekannten Lösungen sind mehr oder weniger aufwendig und ermöglichen das Ankoppeln von Leitungen in erster Linie auf nicht reversible Weise.Furthermore, numerous other solutions are known in which the connections on chips mechanically fixed (plugged, screwed), glued or molded with plastic. Examples of such solutions are in DE 10 2005 000 799 A1 . DE 102 13 272 A1 . DE 602 01 580 T2 , the publication: "Naga S. Korivi [ua]: A Generic Chip-to-World Interconnect System for Microfluid Devices. In: System Theory, 2007, p. 176-180 "and in WO 2004065288 A1 described. These known solutions are more or less expensive and allow the coupling of lines in the first place in a non-reversible manner.

Hochspannungselektroden für elektrokinetische Aufgaben können als Metallfilme (gesputtert) auf dem Chip integriert sein oder als Platindrähte von außen zugeführt werden. In jedem Falle muss dabei gewährleistet sein, dass im System keine Gasblasen gebildet werden bzw. dass diese daraus entweichen können.High voltage electrodes for electrokinetic Tasks can be integrated as metal films (sputtered) on the chip or as platinum wires from the outside supplied become. In any case, it must be ensured that in the system no gas bubbles are formed or that they can escape from it.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, mit der Leitungen beliebiger Art auf möglichst einfache, variable und wieder verwendbare Weise an einen mikrofluidischen Chip angekoppelt werden können.task The invention is a solution to create, with lines of any kind on possible simple, variable and reusable way to a microfluidic Chip can be coupled.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das hülsenförmige Kopplungselement aus einem ferromagnetischen Material besteht und wenigstens ein auf der dem Kopplungselement abgewandten Seite des mikrofluidischen Chips anordbares Halteelement aus einem ferromagnetischen Material vorgesehen ist, wobei das Kopplungselement und/oder das Halteelement permanentmagnetische Eigenschaften aufweisen.These Task is in a device of the type described according to the invention thereby solved, that the sleeve-shaped coupling element consists of a ferromagnetic material and at least one on the side facing away from the coupling element of the microfluidic Chips can be arranged holding element made of a ferromagnetic material is provided, wherein the coupling element and / or the holding element have permanent magnetic properties.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nutzt somit einzig die Kraft permanenter Magnete (selbstverständlich mit geeignet hoher Magnetisierung) zur Kopplung von mikrofluidischen Chips mit peripheren fluidischen, elektrischen und/oder optischen Systemen. Dabei können grundsätzlich an beiden Seiten des Chips Magnete vorgesehen sein, d. h. in diesem Falle besteht sowohl das hülsenförmige Kopplungselement als auch das Halteelement aus einem Permanentmagneten. Alternativ kann auch nur das Halteelement oder das Kopplungselement als Permanentmagnet ausgebildet sein und das andere Element ferromagnetische Eigenschaften aufweisen. So kann z. B. das Halteelement als Eisenplatte ausgebildet sein oder ein ferromagnetisches Funktionselement (z. B. Halterung) sein.The inventive device thus uses only the power of permanent magnets (of course with suitable high magnetization) for the coupling of microfluidic Chips with peripheral fluidic, electrical and / or optical Systems. It can in principle be provided on both sides of the chip magnets, d. H. in this case there is both the sleeve-shaped coupling element as well as the retaining element of a permanent magnet. alternative can also only the holding element or the coupling element as a permanent magnet be formed and the other element ferromagnetic properties exhibit. So z. B. the holding element may be formed as an iron plate or a ferromagnetic functional element (eg, bracket).

Für eine optimale Handhabung der magnetischen Verbindungselemente werden zuerst Magnete auf ein Eisenblech geheftet, und zwar derart orientiert, dass der Magnet auf der anderen Seite des Chips angezogen wird. Dieser ist durch die Anbringung der Leitung in seiner Polarität festgelegt. Der untere Magnet ist mittig gekennzeichnet, wodurch die Öffnung im Chip leicht positioniert werden kann. Der obere Magnet wird dann automatisch im Magnetfeld ausgerichtet. Der minimale Abstand der Anschlüsse ist, falls nicht bei der Herstellung schon mehrere Öffnungen pro Magnet vorgesehen sind, durch die Durchmesser der direkt nebeneinander liegenden Magnete bestimmt.For an optimal Handling the magnetic fasteners are first on magnets an iron sheet stapled, and oriented in such a way that the magnet is attracted to the other side of the chip. This one is through the attachment of the cable is determined in its polarity. The lower magnet is marked in the center, whereby the opening in the chip is easily positioned can be. The upper magnet is then automatically aligned in the magnetic field. The minimum distance of the connections is, if not already provided during production several openings per magnet are, by the diameter of the directly adjacent magnets certainly.

Durch die Ausbildung der Vorrichtung werden gegenüber der Lösungen nach dem Stand der Technik die Kanäle von nicht dauerhaft gebondeten Chips durch den Druck der Magneten besser abgedichtet. Des Weiteren ist eine flexible und variable Anordnung der fluidischen, elektrischen und/oder optischen Kopplungselemente möglich, die Vorrichtung kann wieder verwendet werden und stellt eine preiswerte Alternative zu kommerziellen Kopplungssystemen (z. B. Nanoports) dar. Die Vorrichtung ist unabhängig vom Klebeverhalten der Chipoberfläche, eine Selbstpositionierung der Anschlusselemente auf der Chipoberfläche ist gewährleistet. Allerdings ist abhängig von der Stärke des Magnetfeldes der Anschlusselemente die Einsetzbarkeit der Vorrichtung begrenzt, da das Magnetfeld exponentiell mit der Dicke des Chips abnimmt. Bei einem zu gewährleistenden Druck von beispielsweise 100 kPa liegt die maximale Chipdicke bei etwa 4 bis 5 mm.The design of the device over the solutions of the prior art, the channels of not permanently bonded chips by the pressure of the magnet abge better seals. Furthermore, a flexible and variable arrangement of the fluidic, electrical and / or optical coupling elements is possible, the device can be reused and represents an inexpensive alternative to commercial coupling systems (eg nanoports). The device is independent of the adhesive behavior of the chip surface , Self-positioning of the connection elements on the chip surface is ensured. However, depending on the strength of the magnetic field of the connecting elements, the usability of the device is limited because the magnetic field decreases exponentially with the thickness of the chip. At a pressure to be ensured, for example, 100 kPa, the maximum chip thickness is about 4 to 5 mm.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Kopplungselement und/oder das Halteelement aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) besteht. Derartige aus Neodym, Eisen und Bor, z. B. in der Zusammensetzung Nd2Fe14B bestehende Permanentmagnete sind für andere Anwendungen grundsätzlich bekannt. Sie besitzen herausragende Eigenschaften als Dauermagneten und werden bevorzugt dort eingesetzt, wo starke Magnetfelder bei kleinem Volumen benötigt werden.It is particularly preferred that the coupling element and / or the holding element consists of neodymium-iron-boron (NdFeB). Such as neodymium, iron and boron, z. B. in the composition Nd 2 Fe 14 B existing permanent magnets are basically known for other applications. They have outstanding properties as permanent magnets and are preferred for use where strong magnetic fields are needed in a small volume.

Um zuverlässig dichte Anschlüsse zu realisieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass das freie Ende des Kopplungselementes mit einer Dichtung, vorzugsweise aus PDMS (Polydimethylsiloxan), versehen ist. So kann beispielsweise auf das magnetische Kopplungselement auf der Anschlussseite ein Tropfen PDMS (im Verhältnis 1:10) aufgebracht werden, welches im Trockenschrank bei ca. 70°C über eine Stunde polymerisiert wird. Auf diese Weise lässt sich eine zuverlässige Dichtung gewährleisten und gleichzeitig ein Kontakt von Elektrolyten mit der Magnetbeschichtung vermeiden.Around reliable tight connections To realize, it is preferably provided that the free end of Coupling element with a seal, preferably of PDMS (polydimethylsiloxane), is provided. For example, on the magnetic coupling element one drop of PDMS (1:10 ratio) can be applied on the connection side, which polymerizes in an oven at about 70 ° C for one hour becomes. That way you can a reliable one Ensure seal and simultaneously a contact of electrolytes with the magnetic coating avoid.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass mehrere benachbart zueinander angeordnete Kopplungselemente in einen Kopplungsblock integriert sind. Eine solche Lösung ist vorzugsweise dann besonders gut geeignet, wenn Standard-Chips mit vorgegebenen Anschlussöffnungen verwendet werden. Es muss dann lediglich der komplette Kopplungsblock aufgesetzt werden und an jeden Anschluss ist dann automatisch ein Kopplungselement angekoppelt.In Particularly preferred embodiment may also be provided that a plurality of adjacent mutually arranged coupling elements in one Coupling block are integrated. Such a solution is preferably then especially suitable if standard chips with predetermined connection openings be used. It then only has the complete coupling block be attached and to each port is then automatically a coupling element coupled.

Vorzugsweise ist das hülsenförmige Kopplungselement und/oder das Halteelement goldbeschichtet. Durch diese chemisch inerte Beschichtung ist eine Beeinträchtigung der Elemente durch äußere Einflüsse zuverlässig ausgeschlossen, beispielsweise durch Elektrolyte.Preferably is the sleeve-shaped coupling element and / or the holding element gold-plated. By this chemically Inert coating is a deterioration of the elements due to external influences reliably excluded for example, by electrolytes.

Zusätzlich zur Kopplungsfunktion können auch scheibenförmige Magnete eingesetzt werden, welche eine nicht benötigte Öffnung im mikrofluidischen Chip nach außen dicht verschließen. Des Weiteren kann ein hülsenförmiges Kopplungselement ohne mit diesem verbundenen Schlauch auch als Flüssigkeitsreservoir verwendet werden. Außerdem können die Kopplungselemente auch als Schlauchverbinder dienen, wenn zwei schlauchförmige Leitungen jeweils endseitig mit einem hülsenförmigen Kopplungselement ausgerüstet sind. Bei geeigneter Befestigung der Schlauchleitungen am hülsenförmigen Kopplungselement ist es möglich, eine Zu- und Ableitung von Flüssigkeiten unter erhöhtem Druck von bis über 300 kPa zu erreichen. Dazu lassen sich NdFeB-Magnete in eine Form mit Standardschlauchanschlüssen (z. B. Luer- oder Schraubanschlüsse) sintern.In addition to Coupling function can also discoid Magnets are used, which have an unnecessary opening in the microfluidic Chip to the outside close tightly. Furthermore, a sleeve-shaped coupling element without also used as a liquid reservoir with this connected hose become. In addition, the Coupling elements also serve as a hose connector when two tubular conduits each end with a sleeve-shaped coupling element equipped are. With suitable attachment of the hose lines on the sleeve-shaped coupling element Is it possible, a supply and discharge of liquids under increased Pressure from up to over 300 kPa. In addition, NdFeB magnets can be shaped with standard hose connections sinter (eg Luer or screw connections).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Anschließen einer Fluidleitung. Bei dieser Ausführungsform ist die Leitung dann als Fluidleitung ausgebildet. Zur dichten Verbindung der Fluidleitung mit dem Kopplungselement kann das Ende der Fluidleitung durch Bördeln, Stecken, Quetschen und/oder Eingießen (vorzugsweise Kunststoff) mit dem Kopplungselement verbunden sein.The inventive device is particularly suitable for connecting a fluid line. at this embodiment the line is then designed as a fluid line. For tight connection the fluid line with the coupling element may be the end of the fluid line by flanging, Sticking, squeezing and / or pouring (preferably plastic) be connected to the coupling element.

Die Vorrichtung eignet sich auch zum Ankoppeln von elektrischen Leitungen. Die elektrische Leitung ist dann endseitig z. B. mit einer in das Kopplungselement eingesetzten Elektrode oder mit einem Kontaktplättchen verbunden. Das Kontaktplättchen kann beispielsweise ringförmig sein und haftet am hülsenförmigen Kopplungselement und wird dadurch am Chip fixiert. Das Kopplungselement kann gleichzeitig auch noch mit einer Fluidleitung verbunden sein.The Device is also suitable for coupling electrical lines. The electrical line is then z. B. with a in the Coupling element inserted electrode or connected to a contact plate. The contact plate can for example, annular be and adheres to the sleeve-shaped coupling element and is thereby fixed to the chip. The coupling element can simultaneously also be connected to a fluid line.

Die elektrische Leitung kann z. B. zu einer Hochspannungsquelle oder zu peripheren Messgeräten führen.The electrical line can z. B. to a high voltage source or to peripheral measuring devices to lead.

Weiterhin kann die Leitung auch eine optische Leitung (z. B. Glasfaser) sein, über welche z. B. Detektoren an dem Chip anschließbar sind.Farther For example, the conduit may also be an optical conduit (eg, fiber optic) over which z. B. detectors are connected to the chip.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt jeweils in schematischer Darstellung inThe The invention is explained in more detail below with reference to the drawing by way of example. These shows in each case in a schematic representation in

1 bis 4 verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ankoppeln von Fluidleitungen an einen mikrofluidischen Chip, 1 to 4 various embodiments of a device according to the invention for coupling fluid lines to a microfluidic chip,

5 und 6 zwei verschiedene Ausführungen zum Ankoppeln von elektrischen Leitungen und in 5 and 6 two different versions for coupling electrical cables and in

7 eine Ausführungsform zum Aneinanderkoppeln von zwei Schlauchleitungen. 7 an embodiment for Aneinan decoupling of two hose lines.

In den 1 bis 3 ist mit 1 ein mikrofluidischer Chip bezeichnet, welcher wenigstens eine Eintrittsöffnung 2 für ein z. B. zu analysierendes Fluid 3 aufweist. Dieses Fluid 3 wird über eine Fluidleitung 4, vorzugsweise eine Schlauchleitung, zugeführt.In the 1 to 3 is with 1 a microfluidic chip, which has at least one inlet opening 2 for a z. B. fluid to be analyzed 3 having. This fluid 3 is via a fluid line 4 , preferably a hose line supplied.

Zum Ankoppeln einer solchen Fluidleitung 4 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen, welche bei den Ausführungsformen nach 1 bis 3 ein hülsenförmiges Kopplungselement 5 sowie ein scheibenförmiges Halteelement 6 aufweist. Dabei bestehen sowohl das hülsenförmige Kopplungs element 5 als auch das scheibenförmige Halteelement 6 aus einem Permanentmagneten aus NdFeB. Alternativ kann auch nur das Kopplungselement 5 oder das Halteeleement 6 magnetisch sein, das andere Element besteht dann aus einem ferromagnetischen Material. Zwischen der Oberfläche des Chips 1 und dem Kopplungselement 5 ist vorzugsweise eine Dichtung 9 angeordnet.For coupling such a fluid line 4 a device according to the invention is provided, which in the embodiments according to 1 to 3 a sleeve-shaped coupling element 5 and a disc-shaped retaining element 6 having. There are both the sleeve-shaped coupling element 5 as well as the disk-shaped holding element 6 made of a permanent magnet made of NdFeB. Alternatively, only the coupling element 5 or the retaining element 6 be magnetic, the other element then consists of a ferromagnetic material. Between the surface of the chip 1 and the coupling element 5 is preferably a seal 9 arranged.

Die Fluidleitung 4 ist dicht und fest mit ihrem Ende mit dem hülsenförmigen Kopplungselement 5 verbunden. Beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist dazu der freie Endbereich gebördelt ausgebildet, dieser gebördelte Rand ist mit 4a bezeichnet.The fluid line 4 is tight and firm with its end with the sleeve-shaped coupling element 5 connected. According to the embodiment 1 is the free end area formed beaded, this beaded edge is with 4a designated.

Bei der Ausführungsform nach 2 ist eine Quetsch-Steck-Verbindung gewählt. Dazu weist die Schlauchleitung 4 einen konusförmigen Bereich 4b auf, welcher in das hülsenförmige Kopplungselement 5 eingesteckt ist.In the embodiment according to 2 a crimp-plug connection is selected. For this purpose, the hose line 4 a cone-shaped area 4b on, which in the sleeve-shaped coupling element 5 is plugged in.

Bei der Ausführungsform nach 3 ist das Ende der Fluidleitung 4 in das hülsenförmige Kopplungselement 5 eingegossen, die Vergussmasse ist mit 7 bezeichnet. Sie kann z. B. aus einem geeigneten Kunststoffmaterial bestehen.In the embodiment according to 3 is the end of the fluid line 4 in the sleeve-shaped coupling element 5 poured, the potting compound is with 7 designated. You can z. B. consist of a suitable plastic material.

Zur lösbaren Befestigung der Vorrichtung am mikrofluidischen Chip 1 wird zunächst das scheibenförmige Halteelement 6 unterhalb der Öffnung 2 auf der dem Kopplungselement 5 abgewandten Seite des Mikrochips 1 angeordnet und kann dort gewünschtenfalls dauerhaft beteiligt werden (z. B. durch Verkleben). Anschließend wird das Kopplungselement 5 mit der Leitung 4 auf den Öffnungsrand aufgesetzt und ist dort aufgrund des Magnetfeldes fest und druckdicht gehalten.For releasably securing the device to the microfluidic chip 1 first, the disc-shaped retaining element 6 below the opening 2 on the coupling element 5 opposite side of the microchip 1 arranged there and, if desired, can be permanently involved (eg by gluing). Subsequently, the coupling element 5 with the line 4 placed on the opening edge and is held there firmly and pressure-tight due to the magnetic field.

Vorzugsweise ist sowohl das hülsenförmige Kopplungselement 5 als auch das scheibenförmige Halteelement 6 außenseitig mit einer Goldbeschichtung versehen. Des Weiteren ist bevorzugt zwischen der Oberfläche des Chips 1 und dem hülsenförmigen Kopplungselement 5 eine Dichtung vorgesehen, beispielsweise aus PDMS, wenn der Chip 1 aus einem herkömmlichen Material besteht, wie Glas oder Kunststoff.Preferably, both the sleeve-shaped coupling element 5 as well as the disk-shaped holding element 6 provided on the outside with a gold coating. Furthermore, it is preferred between the surface of the chip 1 and the sleeve-shaped coupling element 5 provided a seal, for example, from PDMS, when the chip 1 is made of a conventional material, such as glass or plastic.

Bei der Ausführungsform nach 4 ist beispielhaft ein Chip 1 gezeigt, der drei Öffnungen 2 aufweist. Unterhalb jeder Öffnung 2 ist wiederum jeweils ein scheibenförmiges Halteelement 6 angeordnet, welches als Permanentmagnet ausgebildet ist. An der Oberseite des Chips 1 sind drei unterschiedliche Anschlussmöglichkeiten gezeigt. Rechts ist ein hülsenförmiges Kopplungselement 5 mit einer Fluidleitung 4 angekoppelt, wie dies in den 1 bis 3 dargestellt ist. An die mittlere Öffnung 2 ist demgegenüber nur ein hülsenförmiges Kopplungselement 5 angeschlossen, das nicht mit einer Leitung verbunden ist. Dieses hülsenförmige Kopplungselement 5 ist dann z. B. als Fluidreservoir 8 geeignet.In the embodiment according to 4 is an example of a chip 1 shown the three openings 2 having. Below each opening 2 is in turn each a disk-shaped retaining element 6 arranged, which is designed as a permanent magnet. At the top of the chip 1 three different connection options are shown. Right is a sleeve-shaped coupling element 5 with a fluid line 4 coupled, as in the 1 to 3 is shown. To the middle opening 2 In contrast, only a sleeve-shaped coupling element 5 connected, which is not connected to a line. This sleeve-shaped coupling element 5 is then z. B. as a fluid reservoir 8th suitable.

Die linke Öffnung ist beim Ausführungsbeispiel nach 4 verschlossen, d. h. nicht benutzt. Als Verschluss ist auf einfache Weise ein scheibenförmiges Halteelement 6 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 9 vorgesehen.The left opening is in the embodiment after 4 closed, ie not used. As a closure is easily a disk-shaped retaining element 6 with the interposition of a seal 9 intended.

In den 5 und 6 sind zwei Beispiele für eine Ankopplung einer elektrischen Leitung an einen nicht dargestellten Chip mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.In the 5 and 6 show two examples of a coupling of an electrical line to a chip, not shown, with the aid of a device according to the invention.

Bei der Ausführungsform nach 5 ist in ein hülsenförmiges Kopplungselement 5 eine Elektrode 10 eingesteckt, welche am rückseitigen Ende mit einer elektrischen Leitung 11 verbunden ist, die zu einem nicht dargestellten Gerät führt. Dieses so ausgerüstete hülsenförmige Kopplungselement 5 wird anschließend in gleicher Weise am Chip angeordnet und befestigt, wie dies in den 1 bis 4 dargestellt ist, d. h. einfach auf die Chip-Oberfläche aufgesetzt und aufgrund des Magnetfeldes über ein gegenüberliegend angeordnetes Halteelement 6 befestigt.In the embodiment according to 5 is in a sleeve-shaped coupling element 5 an electrode 10 plugged in, which at the back end with an electric wire 11 is connected, which leads to a device, not shown. This so equipped sleeve-shaped coupling element 5 is then placed in the same way on the chip and fastened, as in the 1 to 4 is shown, that is simply placed on the chip surface and due to the magnetic field via an oppositely arranged holding element 6 attached.

Bei der Ausführungsform nach 6 ist die beispielsweise zu einer Hochspannungsquelle führende elektrische Leitung 11 endseitig mit einem scheibenförmigen Kontaktplättchen 12 verbunden, welches magnetisch an das hülsenförmige Kopplungselement 5 aus einem permanentmagnetischen Material angekoppelt ist und so in der vorbeschriebenen Weise mit dem Chip verbunden werden kann.In the embodiment according to 6 is the example leading to a high voltage source electrical line 11 end with a disk-shaped contact plate 12 connected, which magnetically to the sleeve-shaped coupling element 5 is coupled from a permanent magnetic material and can be connected in the manner described above with the chip.

7 zeigt, dass die hülsenförmigen Kopplungselemente 5 auch zum Verbinden bzw. Aneinanderkoppeln von zwei Fluidleitungen geeignet sind, dazu werden die beiden hülsenförmigen Elemente 5 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 9 einfach aneinander gesteckt und sind aufgrund des Magnetfeldes miteinander verbunden. 7 shows that the sleeve-shaped coupling elements 5 are also suitable for connecting or coupling of two fluid lines, this is the two sleeve-shaped elements 5 with the interposition of a seal 9 simply put together and are connected to each other due to the magnetic field.

Claims (10)

Vorrichtung zum Ankoppeln von Leitungen an einen mikrofluidischen Chip mit einem hülsenförmigen Kopplungselement, welches mit einer Leitung verbunden ist und mit seinem freien Endbereich am mikrofluidischen Chip befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Kopplungselement (5) aus einem ferromagnetischen Material besteht und wenigstens ein auf der dem Kopplungselement (5) abgewandten Seite des mikrofluidischen Chips (1) anordbares Halteelement (6) aus einem ferromagnetischen Material vorgesehen ist, wobei das Kopplungselement (5) und/oder das Halteelement (6) permanentmagnetische Eigenschaften aufweisen.Device for coupling lines to a microfluidic chip having a sleeve-shaped coupling element, which is connected to a line and can be fastened with its free end region to the microfluidic chip, characterized in that the sleeve-shaped coupling element ( 5 ) consists of a ferromagnetic material and at least one on the the coupling element ( 5 ) facing away from the microfluidic chip ( 1 ) can be arranged ( 6 ) is provided from a ferromagnetic material, wherein the coupling element ( 5 ) and / or the retaining element ( 6 ) have permanent magnetic properties. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (5) und/oder das Halteelement (6) aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) besteht.Device according to claim 1, characterized in that the coupling element ( 5 ) and / or the retaining element ( 6 ) consists of neodymium-iron-boron (NdFeB). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Kopplungselementes (5) mit einer Dichtung (9), vorzugsweise aus Polydimethylsiloxan, versehen ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the free end of the coupling element ( 5 ) with a seal ( 9 ), preferably of polydimethylsiloxane. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere benachbart zueinander angeordnete Kopplungselemente (5) in einen Kopplungsblock integriert sind.Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of adjacent mutually arranged coupling elements ( 5 ) are integrated in a coupling block. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Kopplungselement (5) und/oder das Halteelement (6) goldbeschichtet sind.Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the sleeve-shaped coupling element ( 5 ) and / or the retaining element ( 6 ) are gold coated. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung eine Fluidleitung (4) ist.Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the line a fluid line ( 4 ). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Fluidleitung (4) durch Bördeln, Stecken, Quetschen und/oder Eingießen mit dem Kopplungselement (5) verbunden ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the end of the fluid line ( 4 ) by crimping, plugging, squeezing and / or pouring with the coupling element ( 5 ) connected is. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung eine elektrische Leitung (11) ist.Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the line is an electrical line ( 11 ). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (11) endseitig mit einer in das Kopplungselement (5) eingesetzten Elektrode (10) oder mit einem Kontaktplättchen (12) verbunden ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the electrical line ( 11 ) end with a in the coupling element ( 5 ) electrode ( 10 ) or with a contact plate ( 12 ) connected is. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung eine optische Leitung ist.Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the line is an optical line is.
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