[go: up one dir, main page]

DE102023126576A1 - Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for protein defect diagnosis and method for analyzing protein defects - Google Patents

Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for protein defect diagnosis and method for analyzing protein defects Download PDF

Info

Publication number
DE102023126576A1
DE102023126576A1 DE102023126576.8A DE102023126576A DE102023126576A1 DE 102023126576 A1 DE102023126576 A1 DE 102023126576A1 DE 102023126576 A DE102023126576 A DE 102023126576A DE 102023126576 A1 DE102023126576 A1 DE 102023126576A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
blood sample
media
channel
sensor element
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.)
Pending
Application number
DE102023126576.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Annika Hoffmann
Daniel Herrmann
Sven Arnold
Christoph Hettinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BETASENSE GMBH, DE
Original Assignee
Buerkert Werke GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buerkert Werke GmbH and Co KG filed Critical Buerkert Werke GmbH and Co KG
Priority to DE102023126576.8A priority Critical patent/DE102023126576A1/en
Priority to PCT/EP2024/077069 priority patent/WO2025068372A1/en
Publication of DE102023126576A1 publication Critical patent/DE102023126576A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251Colorimeters; Construction thereof
    • G01N21/253Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/552Attenuated total reflection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0605Metering of fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0684Venting, avoiding backpressure, avoid gas bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/16Reagents, handling or storing thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0636Integrated biosensor, microarrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0877Flow chambers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N2021/7756Sensor type
    • G01N2021/7763Sample through flow
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3577Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing liquids, e.g. polluted water

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

Es werden eine mikrofluidische Vorrichtung (12) zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement (26) für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements (26) für eine Proteindefektdiagnosevorgeschlagen, ferner eine Proteindefektdiagnosevorrichtung (10) mit der mikrofluidische Vorrichtung (12). Ein Verfahren zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement (26) für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements (26) für eine Proteindefektdiagnose und ein Verfahren zum Analysieren von Proteindefekten in einer Blutprobe (212) sind ebenfalls offenbart.A microfluidic device (12) for applying a blood sample to a sensor element (26) for a protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element (26) for a protein defect diagnosis is proposed, as is a protein defect diagnosis device (10) comprising the microfluidic device (12). A method for applying a blood sample to a sensor element (26) for a protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element (26) for a protein defect diagnosis and a method for analyzing protein defects in a blood sample (212) are also disclosed.

Description

Die Erfindung betrifft eine mikrofluidische Vorrichtung zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements für eine Proteindefektdiagnose, eine Proteindefektdiagnosevorrichtung mit der mikrofluidischen Vorrichtung, ein Verfahren zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement oder zum Konditionieren eines Sensorelements für die Proteindefektdiagnose sowie ein Verfahren zur Analyse von Proteindefekten.The invention relates to a microfluidic device for applying a blood sample to a sensor element for protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element for protein defect diagnosis, a protein defect diagnosis device comprising the microfluidic device, a method for applying a blood sample to a sensor element or for conditioning a sensor element for protein defect diagnosis, and a method for analyzing protein defects.

Die Alzheimer-Krankheit oder Morbus-Alzheimer (nachfolgend Alzheimer genannt) ist eine zurzeit noch unheilbare, neurodegenerative Erkrankung, in deren Verlauf stetig Nervenzellen im Gehirn absterben, was mit dem Fortschreiten der Erkrankung zu Persönlichkeits- und Verhaltensänderung bei den erkrankten Menschen führt. Weltweit sind Millionen von Menschen von Alzheimer betroffen.Alzheimer's disease, or Alzheimer's disease (hereafter referred to as Alzheimer's), is a currently incurable, neurodegenerative disease in which nerve cells in the brain steadily die, leading to personality and behavioral changes in those affected as the disease progresses. Millions of people worldwide are affected by Alzheimer's disease.

Eine frühzeitige Diagnose von Alzheimer ist dabei für den Verlauf der Erkrankung besonders wichtig, da Alzheimer zwar noch nicht heilbar ist, ihr stetig fortschreitender Verlauf durch eine frühzeitig eingeleitete Therapie jedoch verlangsamt werden kann. Je früher mit der Therapie begonnen wird, desto vorteilhafter ist es. Die frühzeitige und zuverlässige Diagnose stellt daher eine wichtige Herausforderung in der diagnostischen Medizintechnik dar, um rechtzeitig auf den Verlauf der Erkrankung einwirken zu können und deren Fortschreiten zu verlangsamen. Prädiagnostische Methoden nehmen dabei eine besondere Stellung ein, da sich mithilfe dieser Methoden Prognosen zum Risiko einer klinischen Alzheimer Diagnose im Voraus aufstellen lassen und bereits vor dem klinischen Ausbruch mit Symptomen der Krankheit therapeutische Schritte eingeleitet werden können.An early diagnosis of Alzheimer's is particularly important for the course of the disease. Although Alzheimer's is not yet curable, its steady progression can be slowed with early treatment. The earlier treatment is started, the more beneficial it is. Early and reliable diagnosis therefore represents a major challenge in diagnostic medical technology in order to be able to intervene in a timely manner and slow the progression of the disease. Prediagnostic methods play a special role in this regard, as they can be used to predict the risk of a clinical Alzheimer's diagnosis in advance, allowing therapeutic measures to be initiated even before the clinical onset with symptoms of the disease.

Bekannte prädiagnostische Methoden zur Risikoprognose von Alzheimer stützen sich auf die Analyse von bestimmten Proteindefekten, die sich bereits Jahrzehnte vor dem klinischen Ausbruch von Alzheimer im menschlichen Körper bilden. Die Analyse derartiger Proteindefekte ermöglicht Prognosen über die Wahrscheinlichkeit, an Alzheimer zu erkranken. Aus wissenschaftlicher Sicht wird angenommen, dass es im Frühstadium von Alzheimer zu Fehlfaltungen bestimmter Proteinen, wie unter anderem β-Amyloid-(Aß-)Peptiden kommt. Die Fehlfaltung und dadurch bedingte Aggregation der Peptide zu Beta-Faltblatt angereicherten Amyloid-Plaques ist nach derzeitigen Forschungsstand entscheidend für den Verlauf und das Fortschreiten von Alzheimer.Known prediagnostic methods for predicting Alzheimer's risk rely on the analysis of specific protein defects that develop in the human body decades before the clinical onset of Alzheimer's. The analysis of such protein defects enables predictions about the likelihood of developing Alzheimer's. From a scientific perspective, it is assumed that misfolding of certain proteins, such as β-amyloid (Aβ) peptides, occurs in the early stages of Alzheimer's. According to current research, the misfolding and resulting aggregation of the peptides into beta-sheet-enriched amyloid plaques is crucial for the course and progression of Alzheimer's.

Aus diesem Grund ist unter anderem das Vorliegen von fehlgefalteten β-Amyloid-(Aß-)Peptiden beispielsweise im Blutplasma von Probanden ein Anzeichen für eine mögliche Alzheimer Erkrankung und kann ein wichtiger Indikator für die Risikoprognose von Alzheimer sein. Somit stellt das fehlgefaltete β-Amyloid-(Aß-)Peptid ein Kandidaten-Biomarker-Peptid dar, auf das in prädiagnostischen Methoden zurückgegriffen werden kann.For this reason, the presence of misfolded β-amyloid (Aβ) peptides, for example, in the blood plasma of test subjects, is a sign of possible Alzheimer's disease and can be an important indicator for Alzheimer's risk prognosis. Thus, the misfolded β-amyloid (Aβ) peptide represents a candidate biomarker peptide that can be used in prediagnostic methods.

Im Bereich der Proteindiagnostik gibt es eine Reihe von Methoden zum Nachweis von Kandidaten-Biomarker-Peptiden in Proben. Beispielsweise können Methoden wie enzyme-linked immuno-sorbent assays (ELISA), surface plasmon resonance spectroscopy (SPR) oder surface-based fluorescence intensity distribution analysis (sFIDA) dazu verwendet werden. Allerdings hat sich herausgestellt, dass mit den vorgenannten Methoden nur indirekt Aussagen über strukturelle Defekt oder Fehlfaltungen von Proteinen möglich sind. Darüber hinaus sind die Methoden in der Probenvorbereitung und Durchführung sehr aufwendig und nur auf einen geringen Probendurchsatz ausgelegt, sodass sie sich nicht für die großklinische Anwendung eignen.In the field of protein diagnostics, there are a number of methods for detecting candidate biomarker peptides in samples. For example, methods such as enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA), surface plasmon resonance spectroscopy (SPR), or surface-based fluorescence intensity distribution analysis (sFIDA) can be used for this purpose. However, it has been found that the aforementioned methods only provide indirect information about structural defects or misfolding of proteins. Furthermore, these methods are very complex in sample preparation and implementation and are designed for low sample throughput, making them unsuitable for large-scale clinical applications.

Eine weitere Methode im Bereich der Proteindiagnostik stellt das Immuno-Infrarot-Sensor-Assay (nachfolgend Immuno-Assay genannt) dar, mit dem eine direkte Messung von fehlgefalteten β-Amyloid-(Aβ-)Peptiden in Körperflüssigkeiten wie Blut, Blutplasma, Blutserum oder Rückenmarksflüssigkeit ohne vorherige Isolation und Aufbereitung von Kandidaten-Biomarker-Peptiden durchgeführt werden kann.Another method in the field of protein diagnostics is the immuno-infrared sensor assay (hereinafter referred to as immunoassay), which allows direct measurement of misfolded β-amyloid (Aβ) peptides in body fluids such as blood, blood plasma, blood serum or cerebrospinal fluid without prior isolation and preparation of candidate biomarker peptides.

Ein derartiges Immuno-Assay ist beispielhaft in der US 2020 / 0 141 866 A1 offenbart. Das beschriebene Immuno-Assay beschäftigt sich insbesondere mit der Proteindiagnostik von fehlgefalteten Amyloid-β(Aß)-Peptiden für die Risikoprognose von Alzheimer. Das Grundprinzip der Methode besteht darin, an einen mit Silanen oder Thiol-Linkern oberflächenmodifiziertem Sensor einen Antikörper zu binden, der wiederum spezifisch an (Aβ-)-Strukturen basierende Kandidaten-Biomarkerpeptide binden kann.Such an immunoassay is exemplary in the US 2020 / 0 141 866 A1 The immunoassay described focuses specifically on protein diagnostics of misfolded amyloid-β (Aβ) peptides for Alzheimer's disease risk prediction. The basic principle of the method is to bind an antibody to a sensor surface-modified with silanes or thiol linkers, which in turn can specifically bind candidate biomarker peptides based on (Aβ) structures.

Dazu wird in einem ersten Schritt der Vorkonditionierung ein Sensorkristall, beispielsweise ein ATR-Sensorkristall (attenuated total reflection) wie ein Germanium- oder ein Silizium-Einkristall, mit den Silan- oder Thiol-linkerhaltigen Konditionierungsfluiden oberflächenbehandelt. In einem zweiten Schritt der Antikörper-Konditionierung wird die Sensoroberfläche mit einem antikörperhaltigen Konditionierungsfluid oberflächenbehandelt. In einem dritten Schritt des Probenauftrags wird der Sensor dann mit einem Probenfluid eines Probanden, beispielsweise Blutplasma, Blut oder Blutserum, oberflächenbehandelt, wobei auf (Aβ-)-Strukturen basierende Kandidaten-Biomarkerpeptide an die mit Antikörpern versehene Sensoroberfläche binden. Diese wird in einem vierten Schritt, dem Messschritt, mit einem IR-Laser bestrahlt, der den Sensor durch mehrfache interne Totalrektion passiert und dabei ein IR-Spektrum von den an der Sensoroberfläche gebundenen auf (Aβ-)-Strukturen basierenden Kandidaten-Biomarkerpeptiden der Sensorelementoberfläche aufnimmt. Das von den gebundenen Kandidaten-Biomarkern aufgenommene IR-Spektrum wird anschließend ausgewertet, beispielsweise indem die Verschiebung der IR-Banden von den (Aβ-)-Strukturen basierenden Kandidaten-Biomarkeropeptiden mit Vergleichsmessungen quantifiziert wird, um eine Risikoprognose über den möglichen Ausbruch von Alzheimer in Bezug auf die untersuchte Probe zu treffen.For this purpose, in a first preconditioning step, a sensor crystal, for example an ATR (attenuated total reflection) sensor crystal such as a germanium or silicon single crystal, is surface-treated with the silane- or thiol-linker-containing conditioning fluids. In a second antibody conditioning step, the sensor surface is surface-treated with an antibody-containing conditioning fluid. In a third sample application step, the sensor is then surface-treated with a sample fluid from a test subject, for example blood plasma, blood, or blood serum, whereby candidate biomarker peptides based on (Aβ) structures are bound to the antibody-linked provided sensor surface. In a fourth step, the measurement step, this is irradiated with an IR laser, which passes through the sensor through multiple internal total reaction and records an IR spectrum of the candidate biomarker peptides based on (Aβ) structures bound to the sensor surface. The IR spectrum recorded by the bound candidate biomarkers is then evaluated, for example, by quantifying the shift of the IR bands of the candidate biomarker peptides based on (Aβ) structures with comparative measurements in order to make a risk prediction regarding the possible onset of Alzheimer's disease in relation to the sample under investigation.

Allerdings befinden sich derartige Immuno-Assays für die Risikoprognose von Alzheimer in einer frühen Phase der Entwicklung und wurden bis jetzt lediglich im Labormaßstab sowie als Konzeptversuche durchgeführt. Insbesondere die Entwicklung eines solchen Immuno-Assays weg vom Labormaßstab und hin zur industriellen, großmedizinischen Anwendung stellt eine immense Herausforderung dar.However, such immunoassays for Alzheimer's risk prediction are in an early phase of development and have so far only been conducted on a laboratory scale and as proof-of-concept trials. In particular, the development of such an immunoassay from the laboratory scale to industrial, large-scale medical application represents an immense challenge.

In bekannten Immuno-Assays werden individuelle Vorrichtungen zur Durchführung der oben genannten Schritte verwendet, die mit einer Reihe von Nachteilen behaftet sind, auf die nachfolgend eingegangen wird.In known immunoassays, individual devices are used to carry out the above-mentioned steps, which have a number of disadvantages, which are discussed below.

Üblicherweise basieren bekannte Immuno-Assays auf einer Durchflusszelle, die jeweils an ihren entgegengesetzten Enden eine Fluidöffnung aufweist. Beide Fluidöffnungen sind mit einem gemeinsamen Reservoir strömungsmäßig verbunden, sodass die zu untersuchende Probe über eine peristaltische Pumpe entlang eines Kreislaufs zwischen der Durchflusszelle und dem Reservoir gefördert wird.Common immunoassays are typically based on a flow cell with a fluid port at each of its opposite ends. Both fluid ports are fluidly connected to a common reservoir, so that the sample to be analyzed is pumped along a circuit between the flow cell and the reservoir via a peristaltic pump.

Jedoch sind Durchflusszellen kostenintensiv und erfordern eine aufwendige Vorbereitung. Daher ist ein zeiteffizienter Durchsatz von größeren Probenmengen nicht möglich und die Analyse ist auf einzelne Proben beschränkt.However, flow cells are costly and require complex preparation. Therefore, time-efficient throughput of larger sample volumes is not possible, and analysis is limited to individual samples.

Auch erhöht die Verwendung einer peristaltischen Pumpe das Risiko das Probenfluid zu kontaminieren. Um dies zu vermeiden, ist es erforderlich, die peristaltische Pumpe regelmäßig zu reinigen, beispielsweise indem diese autoklaviert wird, um eine Kreuzkontamination zwischen verschiedenen Probenfluiden zu verhindern.The use of a peristaltic pump also increases the risk of sample fluid contamination. To avoid this, it is necessary to regularly clean the peristaltic pump, for example, by autoclaving it, to prevent cross-contamination between different sample fluids.

Ferner erschwert der manuelle Auf- und Abbau des Versuchsaufbaus zwischen den Messungen die Reproduzierbarkeit des Immuno-Assays und damit einen effizienten Probendurchsatz.Furthermore, the manual assembly and disassembly of the experimental setup between measurements complicates the reproducibility of the immunoassay and thus an efficient sample throughput.

Darüber hinaus findet die Konditionierung der Sensoroberfläche und der anschließende Probenauftrag mit dem Probenfluid nicht in derselben Durchflusszelle statt, sodass insgesamt für die Probenvorbereitung und Messung auf mehrere, spezialisierte Vorrichtungen zurückgegriffen wird. Dieses Vorgehen ist wiederum zeitaufwendig und erhöht die Gefahr der Kontamination des Probenfluids, da der Sensor für die Konditionierung und dem Probenauftrag zwischen den Vorrichtungen hin- und hergereicht wird.Furthermore, the conditioning of the sensor surface and the subsequent sample application with the sample fluid do not take place in the same flow cell, so multiple specialized devices are required for sample preparation and measurement. This procedure is time-consuming and increases the risk of sample fluid contamination, as the sensor is passed back and forth between devices for conditioning and sample application.

Auch die Parkinsonerkrankung und Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)-Erkrankung sollen durch die Analyse von bestimmten Proteindefekten im Blut frühzeitig prognostiziert werden können. Die Erfindung soll somit u.a. auch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konditionieren von Sensorelementen und Analysieren von Proteindefekten mittels der Sensorelemente für diese Krankheiten, d.h. ganz allgemein jedoch zum Vorbereiten und Durchführen einer Analyse von Proteindefekten, umfassen.Parkinson's disease and amyotrophic lateral sclerosis (ALS) should also be able to be predicted early on by analyzing specific protein defects in the blood. The invention is therefore intended to encompass, among other things, a device and a method for conditioning sensor elements and analyzing protein defects using the sensor elements for these diseases, i.e., more generally, for preparing and performing an analysis of protein defects.

Insofern ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil zu beheben.In this respect, the object of the present invention is to remedy at least one disadvantage known from the prior art.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mikrofluidische Vorrichtung zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements für eine Proteindefektdiagnose nach Anspruch 1.The object is achieved according to the invention by a microfluidic device for applying a blood sample to a sensor element for a protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element for a protein defect diagnosis according to claim 1.

Vorteilhafte Aspekte der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor, die wahlweise miteinander kombiniert werden können.Advantageous aspects of the invention emerge from the subclaims, which can optionally be combined with one another.

Erfindungsgemäß umfasst die mikrofluidische Vorrichtung zumindest eine Interaktionskammer, die abschnittsweise durch ein Sensorelement geschlossen ist, wobei an einem Ende der zumindest einen Interaktionskammer ein erster und am entgegengesetzten Ende ein zweiter Fluidkanal mündet. Ferner umfasst die mikrofluidische Vorrichtung eine erste Mediendosiereinheit für Konditionierungsfluid, die mit dem ersten Fluidkanal an einem Ende der zumindest einen Interaktionskammer über zumindest ein Ventil wahlweise strömungsmäßig verbunden ist, und eine zweite Mediendosiereinheit für Konditionierungsfluid, die mit dem zweiten Fluidkanal an einem entgegengesetzten Ende der zumindest einen Interaktionskammer über zumindest ein Ventil wahlweise strömungsmäßig verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich zur ersten und zweiten Mediendosiereinheit weist die Vorrichtung zumindest eine erste Blutprobenaufnahme, die in einen ersten Probenkanal und einen zugehörigen ersten Fluidkanal übergeht, und zumindest eine zweite Blutprobenaufnahme auf, die in einen zweiten Probenkanal und den zugehörigen zweiten Fluidkanal übergeht, so dass jede Interaktionskammer nur mit einer eigenen ersten und zweiten Blutprobenaufnahme strömungsmäßig verbindbar ist. Zudem umfasst die mikrofluidische Vorrichtung eine Pneumatikeinheit, die mit der ersten und der zweiten Mediendosiereinheit und/oder der ersten und der zweiten Blutprobenaufnahme verbunden und dazu eingerichtet ist, diese abwechselnd mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck zu beaufschlagen und Konditionierungsfluid und/oder die Blutprobe durch die zumindest eine Interaktionskammer hin- und her zu pumpen.According to the invention, the microfluidic device comprises at least one interaction chamber, which is partially closed by a sensor element, wherein a first fluid channel opens at one end of the at least one interaction chamber and a second fluid channel opens at the opposite end. Furthermore, the microfluidic device comprises a first media dosing unit for conditioning fluid, which is optionally fluidically connected to the first fluid channel at one end of the at least one interaction chamber via at least one valve, and a second media dosing unit for conditioning fluid, which is optionally fluidically connected to the second fluid channel at an opposite end of the at least one interaction chamber via at least one valve. Alternatively or in addition to the first and second media dosing units, the device has at least one first blood sample receptacle, which opens into a first pro fluid channel and an associated first fluid channel, and at least one second blood sample receptacle, which merges into a second sample channel and the associated second fluid channel, so that each interaction chamber is fluidly connectable only to its own first and second blood sample receptacles. In addition, the microfluidic device comprises a pneumatic unit, which is connected to the first and second media dosing units and/or the first and second blood sample receptacles and is configured to alternately apply overpressure and underpressure or overpressure and ambient pressure to them and to pump conditioning fluid and/or the blood sample back and forth through the at least one interaction chamber.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, eine zentrale Interaktionskammer bereitzustellen, in der eine zu behandelnde Oberfläche eines Sensorelements eingebracht werden kann, um diese jeweils abwechselnd mit einem Konditionierungsfluid aus den Mediendosiereinheiten zu beaufschlagen, das entweder von der ersten oder von der zweiten Mediendosiereinheit in die Interaktionskammer einströmt. Mit dem einströmenden Konditionierungsfluid kann die Oberfläche des Sensorelements oberflächenbehandelt, also konditioniert und auf den nachfolgenden Probenauftrag mit einer Blutprobe vorbereitet werden. In diesem Sinne ermöglicht die zentrale Anordnung der Interaktionskammer zwischen zwei Mediendosiereinheiten eine besonders effiziente Fluidführung durch die Interaktionskammer, weil das jeweilige Medium von der ersten oder der zweiten Mediendosiereinheit beim Eintritt in die Interaktionskammer diese Interaktionskammer entlang ihrer Längsrichtung vollständig durchquert und damit ein gleichmäßiger Kontakt mit der Sensorelementoberfläche gewährleistet wird, bevor das Medium wieder aus der Interaktionskammer austritt. Dasselbe gilt für das hin und her Pumpen einer Blutprobe zwischen den Blutprobenaufnahmen.The invention is based on the fundamental idea of providing a central interaction chamber into which a surface of a sensor element to be treated can be introduced in order to alternately apply a conditioning fluid from the media dosing units, which flows into the interaction chamber either from the first or from the second media dosing unit. With the inflowing conditioning fluid, the surface of the sensor element can be surface-treated, i.e. conditioned, and prepared for the subsequent application of a blood sample. In this sense, the central arrangement of the interaction chamber between two media dosing units enables particularly efficient fluid guidance through the interaction chamber because the respective medium from the first or second media dosing unit completely traverses this interaction chamber along its longitudinal direction upon entering the interaction chamber, thus ensuring uniform contact with the sensor element surface before the medium exits the interaction chamber again. The same applies to the back-and-forth pumping of a blood sample between blood sample intakes.

Vereinfacht ausgedrückt ermöglicht die obige Anordnung eine bidirektionale Fluidführung von einer Mediendosiereinheit zu der anderen Mediendosiereinheit und wieder zurück oder zwischen Blutprobenaufnahmen. Dadurch kann mit einer geringen Volumenmenge an Konditionierungsfluid oder an Blutprobe eine große Fläche des Sensorelements effizient konditioniert werden oder mit einer Blutprobe in Kontakt kommen, um sie zu analysieren. Ferner wird das Verfahren, also das Konditionieren der Oberfläche durch das strömende Konditionierungsfluid oder das Analysieren der Blutprobe zur Erkennung eines Proteindefekts auch beschleunigt.Simply put, the above arrangement enables bidirectional fluid flow from one media dosing unit to the other media dosing unit and back again, or between blood sample intakes. This allows a small volume of conditioning fluid or blood sample to efficiently condition a large area of the sensor element or allow it to come into contact with a blood sample for analysis. Furthermore, the process—conditioning the surface with the flowing conditioning fluid or analyzing the blood sample to detect a protein defect—is also accelerated.

Die Verwendung einer Pneumatikeinheit ist dabei insbesondere vorteilhaft, weil das zu bewegende Konditionierungsfluid kontaktlos von einer Mediendosiereinheit über die Interaktionskammer zu der anderen Mediendosiereinheit oder die Blutprobe von einer Blutprobenaufnahme zur anderen hin und zurück gepumpt werden kann.The use of a pneumatic unit is particularly advantageous because the conditioning fluid to be moved can be pumped contactlessly from one media dosing unit via the interaction chamber to the other media dosing unit or the blood sample can be pumped back and forth from one blood sample receptacle to the other.

Ferner erlauben die entlang den Fluidkanälen angeordneten Ventile eine präzise Steuerung der Fluidführung.Furthermore, the valves arranged along the fluid channels allow precise control of the fluid flow.

Mit dem Begriff „Interaktionskammer“ ist eine Kammer gemeint, in der wenigstens ein durch die Fluidkanäle strömendes Fluid mit dem Sensorelement in Kontakt gebracht werden kann, um mit der Oberfläche des Sensorelements zu interagieren. Dabei ist der Begriff „Kammer“ nicht einschränkend auszulegen, sondern es kann sich auch um einen Kammerabschnitt, einen Kanal oder einen Kanalabschnitt handeln, der offen gestaltet und in Eingriff bringbar mit einem Sensorelement ist. Insofern findet in der Interaktionskammer wenigstens die Oberflächenbehandlung, also die Konditionierung der Sensorelementoberfläche mit einem linkerhaltigen bzw. einem antikörperhaltigen Konditionierungsfluid statt. Abhängig von den Ausführungsformen, die weiter unten erläutert werden, kann in der Interaktionskammer neben der Konditionierung alternativ oder zusätzlich der Probenauftrag mit einem Probenfluid auf die konditionierte Oberfläche durchgeführt werden, sowie der Messvorgang an der Sensorelementoberfläche.The term "interaction chamber" refers to a chamber in which at least one fluid flowing through the fluid channels can be brought into contact with the sensor element in order to interact with the surface of the sensor element. The term "chamber" is not to be interpreted in a restrictive manner; it can also refer to a chamber section, a channel, or a channel section that is open and engageable with a sensor element. In this respect, at least the surface treatment, i.e., the conditioning of the sensor element surface with a linker-containing or antibody-containing conditioning fluid, takes place in the interaction chamber. Depending on the embodiments explained below, in addition to the conditioning, the sample application with a sample fluid to the conditioned surface can be carried out in the interaction chamber, alternatively or additionally, as well as the measurement process on the sensor element surface.

Grundsätzlich kann die Interaktionskammer eine beliebige Form und Geometrie aufweisen. Es ist aber bevorzugt, dass die Interaktionskammer einen im Vergleich zu den übrigen Kanälen in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe zumindest in einer Richtung vergrößerten Querschnitt aufweist, um den Fluidfluss zu verlangsamen, damit das Fluid länger mit dem Sensorelement interagieren kann.In principle, the interaction chamber can have any shape and geometry. However, it is preferred that the interaction chamber has a larger cross-section, at least in one direction, compared to the other channels in the disposable fluid guide assembly in order to slow the fluid flow and allow the fluid to interact with the sensor element for a longer time.

Mit einem „Sensorelement“ ist ein beliebiges Sensorelement gemeint, das sich für die Proteindiagnostik mittels FTIR-Spektroskopie eignet.A “sensor element” refers to any sensor element suitable for protein diagnostics using FTIR spectroscopy.

Unter einem „Kanal“ beziehungsweise einem „Fluidkanal“ ist eine röhrenförmige Verbindung gemeint, die dazu eingerichtet ist, ein Fluid zu führen. Mit dem Begriff „Kanal“ beziehungsweise „Fluidkanal“ kann auch ein Kanalabschnitt gemeint sein.A "channel" or "fluid channel" refers to a tubular connection designed to carry a fluid. The term "channel" or "fluid channel" can also refer to a channel section.

Die in dieser Anmeldung verwendeten Begriffe „fluidisch“ sowie „Fluid“ beziehen sich ausschließlich auf Flüssigkeiten.The terms “fluidic” and “fluid” used in this application refer exclusively to liquids.

Mit dem Begriff „reversibel koppelbar“ ist gemeint, dass die Einweg-Fluidführungsbaugruppe dazu eingerichtet ist, zerstörungsfrei lösbar mit den einzelnen Baugruppen der mikrofluidischen Vorrichtung verbunden, also gekoppelt, und wieder getrennt, also entkoppelt, zu werden.The term “reversibly connectable” means that the disposable fluid guide assembly is designed to be non-destructively connected, i.e. coupled, to the individual components of the microfluidic device and then separated, i.e. decoupled.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Detektionseinheit vorgesehen, die angrenzend an die Enden der Interaktionskammer den Fluidstrom kontaktlos überwacht.According to a first aspect of the invention, a detection unit is provided which monitors the fluid flow in a contactless manner adjacent to the ends of the interaction chamber.

Dadurch kann ermittelt werden, in welchem Abschnitt der Fluidkanäle sich der Fluidstrom befindet, wodurch die Fluidführung präzise gesteuert werden kann. Dies ist insbesondere bei kleinen Volumenmengen bedeutsam, da das Konditionierungsfluid/die Blutprobe nicht zwangsläufig als ein durchgängiger Fluidstrom von der ersten Mediendosiereinheit über die Interaktionskammer zu der zweiten Mediendosiereinheit oder zwischen den Blutprobenaufnahmen geleitet wird. Stattdessen wird oftmals ein diskreter Fluidstrom, also mit einem erkennbaren Anfang und einem Ende, zwischen den Mediendosiereinheiten/den Blutprobenaufnahmen hin und her gepumpt. Die Bestimmung der Position dieses diskreten Fluidstroms ist besonders einfach über die Detektionseinheit möglich und erlaubt eine präzise Ansteuerung der Ventile.This makes it possible to determine in which section of the fluid channels the fluid flow is located, allowing precise control of the fluid flow. This is particularly important for small volumes, since the conditioning fluid/blood sample is not necessarily conducted as a continuous fluid flow from the first media dosing unit via the interaction chamber to the second media dosing unit or between the blood sample receptacles. Instead, a discrete fluid flow, i.e. with a recognizable beginning and end, is often pumped back and forth between the media dosing units/blood sample receptacles. Determining the position of this discrete fluid flow is particularly easy using the detection unit and allows precise control of the valves.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Detektionseinheit so ausgebildet ist, dass sie das Auftreten von Luftblasen in einem Fluidkanal detektiert, und wobei eine Steuerung vorgesehen ist, die bei Auftreten einer Luftblase eine Strömungsumkehr herbeiführt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the detection unit is designed such that it detects the occurrence of air bubbles in a fluid channel, and wherein a control is provided which brings about a flow reversal when an air bubble occurs.

Beim Hin- und Herpumpen von diskreten Fluidströmen ist jeweils vor und nach dem diskreten Fluidstrom von Medium eine Luftfront in Form von Luftblasen angeordnet, die sich mit dem diskreten Volumen zwischen den Mediendosiereinheiten/den Blutprobenaufnahmen hin und her bewegt. Anhand der Detektion solcher Luftblasen, genauer gesagt der Detektion des Übergangs von Luftblase auf Fluidstrom, kann der Anfang beziehungsweise das Ende des diskreten Fluidstroms exakt bestimmt werden. Dies kann mittels der Detektionseinheit erfasst werden, die ein Signal die Steuerung senden kann, die daraufhin eine Strömungsumkehr des Fluidstroms einleitet. Somit kann ein Zeitpunkt für die Strömungsumkehr messtechnisch bestimmt werden, ohne auf Schätzungen basierende Verfahren zurückgreifen zu müssen, die oftmals ungenauer sind und ferner nicht auf Prozessschwankungen reagieren können. Ferner kann damit sichergestellt werden, dass das Sensorelement stets flüssigkeitsbedeckt ist.When pumping discrete fluid streams back and forth, an air front in the form of air bubbles is arranged before and after the discrete fluid stream of medium, which moves back and forth with the discrete volume between the media dosing units/blood sample receptacles. By detecting such air bubbles, or more precisely by detecting the transition from air bubble to fluid stream, the beginning or end of the discrete fluid stream can be precisely determined. This can be recorded by the detection unit, which can send a signal to the controller, which then initiates a flow reversal of the fluid stream. This allows the time for the flow reversal to be determined metrologically without having to resort to estimation-based methods, which are often less accurate and cannot react to process fluctuations. Furthermore, it can be ensured that the sensor element is always covered with liquid.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass eine Einweg-Fluidführungsbaugruppe vorgesehen ist, welche die Interaktionskammer, die Fluidkanäle oder Abschnitte der Fluidkanäle sowie Ventile aufweist und an der das Sensorelement angebracht ist und an welche die Mediendosiereinheiten reversibel ankoppelbar und/oder in die eine oder mehrere Blutproben fluidisch einbringbar sind, insbesondere wobei die Einweg-Fluidführungsbaugruppe Sensorfenster hat, die angrenzend an die entgegengesetzten Enden bis nahe an die Fluidkanäle führen und über die die Detektionsvorrichtung visuell an das Innere der Fluidkanäle angekoppelt ist.A further aspect of the invention provides that a disposable fluid guide assembly is provided which has the interaction chamber, the fluid channels or sections of the fluid channels and valves and to which the sensor element is attached and to which the media dosing units can be reversibly coupled and/or into which one or more blood samples can be fluidically introduced, in particular wherein the disposable fluid guide assembly has sensor windows which lead adjacent to the opposite ends up close to the fluid channels and via which the detection device is visually coupled to the interior of the fluid channels.

Die Einweg-Fluidführungsbaugruppe mit integrierter Interaktionskammer, Fluidkanälen oder Abschnitten der Fluidkanäle und mit Ventilen bietet den Vorteil, dass die Verunreinigung von verschiedenen Fluiden untereinander auf einfache Weise verhindert werden können, weil die „benutzte“ Einweg-Fluidführungsbaugruppe nach erfolgter Konditionierung/Blutanalyse entsorgt und gegen eine „frische“ Einweg-Fluidführungsbaugruppe ausgetauscht werden kann. Dadurch entfällt die aufwendige Reinigung der fluidführenden Kanäle sowie der damit verbundenen Ventile.The disposable fluid guide assembly with an integrated interaction chamber, fluid channels or sections of the fluid channels, and valves offers the advantage of easily preventing cross-contamination between different fluids. The "used" disposable fluid guide assembly can be disposed of after conditioning/blood analysis and replaced with a "fresh" disposable fluid guide assembly. This eliminates the need for time-consuming cleaning of the fluid-carrying channels and the associated valves.

Die Sensorfenster ermöglichen einen freien Blick auf die zu der Interaktionskammer hin- und wegführenden Fluidkanäle, sodass ein Fluidstrom in diesen Fluidkanälen optisch überwacht werden kann. Beispielsweise können über die Sensorfenster Blasen oder eine Gas- oder Fluidfront detektiert werden. Grundsätzlich können die Sensorfenster eine beliebige Geometrie aufweisen, solange diese einen in den Fluidkanälen fließenden Fluidstrom nach außen hin sichtbar machen. Daher bedeutet der Begriff „nahe“, dass sich die Sensorfenster in Abhängigkeit der optischen Dichte der Einweg-Fluidführungsbaugruppe sich soweit bis zu den Fluidkanälen erstrecken, bis diese für ein Sensorsystem optisch zugänglich sind.The sensor windows provide a clear view of the fluid channels leading to and from the interaction chamber, allowing fluid flow within these channels to be optically monitored. For example, bubbles or a gas or fluid front can be detected via the sensor windows. In principle, the sensor windows can have any geometry as long as they allow a fluid flow within the fluid channels to be visible to the outside. Therefore, the term "close" means that, depending on the optical density of the disposable fluid guide assembly, the sensor windows extend as close as possible to the fluid channels until they are optically accessible to a sensor system.

Die Ausführung der Sensorfenster in unmittelbarem Anschluss an die Fluidkanäle an die Interaktionskammer ermöglicht eine besonders frühzeitige Erkennung von Luftblasen, wodurch auch eine besonders zeitnahe Strömungsumkehr herbeigeführt werden kann. Dadurch kann eine Totzeit vermieden werden, in der die Interaktionskammer nicht in Kontakt mit dem Medium ist.The design of the sensor windows directly adjacent to the fluid channels in the interaction chamber enables particularly early detection of air bubbles, which also allows for a particularly timely flow reversal. This avoids dead time during which the interaction chamber is not in contact with the medium.

Die Einweg-Fluidführungsbaugruppe kann ein Unterteil mit einer Fluidseite und einer entgegengesetzten Unterseite und ein Oberteil mit einer Oberseite und einer entgegengesetzten Pneumatikseite auf, die an die Fluidseite des Unterteils angrenzt. Das Oberteil an der Pneumatikseite und das Unterteil an der Fluidseite weisen jeweils mehrere durch Nuten gebildete Kanäle auf. Ferner sieht die Einweg-Fluidführungsbaugruppe wenigstens ein Dichtelement vor, das zwischen der Fluidseite und der Pneumatikseite gegenüberliegend angeordnete Pneumatikkanäle im Oberteil und Fluidkanäle im Unterteil fluidisch voneinander trennt. In dem Unterteil ist zumindest eine zur Unterseite offene Interaktionskammer ausgebildet, die durch ein an der Unterseite anbringbares, vorzugsweise zur Unterseite ebenes Sensorelement verschließbar ist. Zwischen Pneumatikseite und Fluidseite sind durch das oder weitere Dichtelemente Membranventile ausgebildet, über die zu der Interaktionskammer hinführende und von der Interaktionskammer weg führende Fluidkanäle geöffnet und geschlossen werden können.The disposable fluid guide assembly can have a lower part with a fluid side and an opposite lower side, and an upper part with an upper side and an opposite pneumatic side, which is adjacent to the fluid side of the lower part. The upper part on the pneumatic side and the lower part on the fluid side each have a plurality of channels formed by grooves. Furthermore, the disposable fluid guide assembly provides at least one sealing element, which fluidically separates pneumatic channels in the upper part, which are arranged opposite one another between the fluid side and the pneumatic side, and fluid channels in the lower part. At least one interaction chamber open to the lower side is formed in the lower part, which interaction chamber is formed by a A sensor element that can be attached to the side and is preferably flush with the underside is sealable. Between the pneumatic side and the fluid side, diaphragm valves are formed by the one or more sealing elements, via which fluid channels leading to and away from the interaction chamber can be opened and closed.

Die Fluidführungsbaugruppe ist für den einmaligen Gebrauch in einer mikrofluidischen Vorrichtung zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements für eine Proteindefektdiagnose konzipiert. Durch das Einführen einer Einwegfunktion kann die Verunreinigung von Probenfluiden mit den Konditionierungsfluiden beziehungsweise eine Kreuzkontamination von verschiedenen Probenfluiden untereinander auf einfache Weise verhindert werden, weil die „benutzte“ Einweg-Fluidführungsbaugruppe nach jedem Probendurchlauf entsorgt und gegen eine „frische“ Einweg-Fluidführungsbaugruppe ausgetauscht werden kann. Dasselbe gilt für den Blutprobenauftrag. Dadurch entfällt die aufwendige Reinigung der fluidführenden Kanäle sowie der damit verbundenen Ventile.The fluid guide assembly is designed for single use in a microfluidic device for applying a blood sample to a sensor element for protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element for protein defect diagnosis. By introducing a disposable function, contamination of sample fluids with conditioning fluids or cross-contamination between different sample fluids can be easily prevented because the "used" disposable fluid guide assembly can be disposed of after each sample run and replaced with a "fresh" disposable fluid guide assembly. The same applies to blood sample application. This eliminates the time-consuming cleaning of the fluid-carrying channels and the associated valves.

Darüber hinaus stellt der Aufbau mit einem Oberteil, einem Unterteil und einem dazwischenliegenden Dichtelement eine besonders effiziente und kompakte Fluidführung dar. In diesem Aufbau erzielt das Dichtelement zum einen eine Dichtwirkung zwischen Oberteil und Unterteil und zum anderen eine Steuerwirkung, mit der ein Fluid in den Fluidkanälen geschaltet werden kann. Insbesondere das Einbringen von Membranventilen in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe verschiebt die Komplexität der Fluidführung von einer mikrofluidischen Vorrichtung zu der Einweg-Fluidführungsbaugruppe, wodurch die Peripherie der Einweg-Fluidführungsbaugruppe verschlankt wird. Dies wirkt auch synergistisch mit der Einweg-Funktionalität der Fluidführungsbaugruppe zusammen, da die mit Probenfluid kontaminierten Membranventile nach dem Probenfluiddurchlauf entsorgt werden können. Insofern entfällt die Reinigung der Fluidsteuerung und die Einweg-Fluidführungsbaugruppe ermöglicht einen höheren Probendurchsatz ohne zeitaufwendige Reinigungsschritte. Das Ober- und das Unterteil lassen sich auch sehr einfach aus Kunststoff herstellen, z.B. durch Spritzgießen.Furthermore, the design with an upper part, a lower part, and an intermediate sealing element represents a particularly efficient and compact fluid guide. In this design, the sealing element provides a sealing effect between the upper and lower parts and a control effect that can be used to switch a fluid in the fluid channels. In particular, the introduction of diaphragm valves into the disposable fluid guide assembly shifts the complexity of the fluid guide from a microfluidic device to the disposable fluid guide assembly, thereby streamlining the periphery of the disposable fluid guide assembly. This also works synergistically with the disposable functionality of the fluid guide assembly, as the diaphragm valves contaminated with sample fluid can be disposed of after the sample fluid has passed through. This eliminates the need to clean the fluid control, and the disposable fluid guide assembly enables higher sample throughput without time-consuming cleaning steps. The upper and lower parts can also be easily manufactured from plastic, e.g., by injection molding.

Ferner ist die Ausgestaltung der Interaktionskammer besonders vorteilhaft, da diese so ausgebildet ist, dass diese ohne weitere Bauteile von dem Sensorelement nach außen hin fluiddicht verschlossen werden kann. Das Sensorelement bildet somit bereits eine Art Deckel für die Interaktionskammer.Furthermore, the design of the interaction chamber is particularly advantageous because it is constructed in such a way that it can be sealed fluid-tight from the outside by the sensor element without the need for additional components. The sensor element thus already forms a kind of lid for the interaction chamber.

Die Begriffe „Oberseite und Unterseite“ sind nicht in einem einschränkenden Sinn auszulegen, sondern dienen lediglich der begrifflichen Unterscheidung der Seiten und Ausrichtung von Oberteil und Unterteil zueinander. Bevorzugt ist das Oberteil mit seiner Oberseite nach oben in einen mikrofluidische Vorrichtung eingebracht. Oberteil und Unterteil können jeweils einstückig ausgebildet sein oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden.The terms "top and bottom" are not to be interpreted in a restrictive sense, but merely serve to conceptually distinguish the sides and orientation of the top and bottom parts relative to each other. Preferably, the top part is inserted into a microfluidic device with its top side facing upwards. The top and bottom parts can each be formed as a single piece or assembled from multiple parts.

Mit dem Begriff „Interaktionskammer“ ist eine Kammer gemeint, in der wenigstens ein durch die Fluidkanäle strömendes Fluid mit dem Sensorelement in Kontakt gebracht werden kann, um mit der Oberfläche des Sensorelements zu interagieren. Dabei ist der Begriff „Kammer“ nicht einschränkend auszulegen, sondern es kann sich auch um einen Kammerabschnitt, einen Kanal oder einen Kanalabschnitt handeln, der offen gestaltet und mit einem Sensorelement in Eingriff bringbar ist. Insofern findet in der Interaktionskammer wenigstens der Probenauftrag einer Blutprobe auf die Oberfläche des Sensorelements statt. Abhängig von den Ausführungsformen, die weiter unten erläutert werden, kann in der Interaktionskammer zusätzlich neben dem Probenauftrag die Konditionierung, also die Oberflächenbehandlung der Sensorelementoberfläche mit einem linkerhaltigen bzw. einem antikörperhaltigen Konditionierungsfluid durchgeführt werden, sowie der Messvorgang an der Sensorelementoberfläche.The term "interaction chamber" refers to a chamber in which at least one fluid flowing through the fluid channels can be brought into contact with the sensor element in order to interact with the surface of the sensor element. The term "chamber" is not to be interpreted in a restrictive manner; it can also refer to a chamber section, a channel, or a channel section that is open and can be brought into engagement with a sensor element. In this respect, at least the application of a blood sample to the surface of the sensor element takes place in the interaction chamber. Depending on the embodiments explained below, in addition to the sample application, the conditioning, i.e. the surface treatment of the sensor element surface with a linker-containing or antibody-containing conditioning fluid, as well as the measurement process on the sensor element surface, can also be carried out in the interaction chamber.

Grundsätzlich kann die Interaktionskammer eine beliebige Form und Geometrie aufweisen. Es ist aber bevorzugt, dass die Interaktionskammer einen im Vergleich zu den übrigen Kanälen in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe zumindest in einer Richtung vergrößerten Querschnitt aufweist, um den Fluidfluss zu verlangsamen, damit das Fluid länger mit dem Sensorelement interagieren kann.In principle, the interaction chamber can have any shape and geometry. However, it is preferred that the interaction chamber has a larger cross-section, at least in one direction, compared to the other channels in the disposable fluid guide assembly in order to slow the fluid flow and allow the fluid to interact with the sensor element for a longer time.

Mit einem „Sensorelement“ ist ein beliebiges Sensorelement gemeint, das sich für die Proteindiagnostik mittels FTIR-Spektroskopie eignet.A “sensor element” refers to any sensor element suitable for protein diagnostics using FTIR spectroscopy.

Unter einem „Kanal“ beziehungsweise einem „Fluidkanal“ ist eine röhrenförmige Verbindung gemeint, die dazu eingerichtet ist, ein Fluid zu führen. Mit dem Begriff „Kanal“ beziehungsweise „Fluidkanal“ kann auch ein Kanalabschnitt gemeint sein.A "channel" or "fluid channel" refers to a tubular connection designed to carry a fluid. The term "channel" or "fluid channel" can also refer to a channel section.

Die in dieser Anmeldung verwendeten Begriffe „fluidisch“ sowie „Fluid“ beziehen sich ausschließlich auf Flüssigkeiten.The terms “fluidic” and “fluid” used in this application refer exclusively to liquids.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Oberteil an der Oberseite mündende Pneumatikkanäle hat, die an zugeordneten Membranventilen enden, um diese zu schalten.According to a first aspect of the invention, it is provided that the upper part has pneumatic channels opening at the top, which end at associated diaphragm valves in order to switch them.

Pneumatikkanäle stellen eine einfache Ausgestaltung dar, die Oberseite des Oberteils strömungsmäßig mit den im Inneren der Einweg-Fluidführungsbaugruppe liegenden Membranventilen strömungsmäßig zu verbinden und zu schalten. Beispielsweise können sich die Pneumatikkanäle senkreckt und ohne Unterbrechung durch das Oberteil zur Membran hindurcherstrecken. Es ist aber auch denkbar, dass die Pneumatikkanäle verschieden geformte Abschnitte aufweisen, die einen gemeinsamen Pneumatikkanal bilden, der das Membranventil mit der Oberseite am Oberteil verbindet. Die Pneumatikkanäle können alle die gleiche Form aufweisen oder unabhängig voneinander geformt sein.Pneumatic channels represent a simple design for fluidly connecting and switching the top of the upper part with the diaphragm valves located inside the one-way fluid guide assembly. For example, the pneumatic channels can extend vertically and without interruption through the upper part to the diaphragm. However, it is also conceivable for the pneumatic channels to have differently shaped sections that form a common pneumatic channel that connects the diaphragm valve to the top of the upper part. The pneumatic channels can all have the same shape or be shaped independently of one another.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Unterteil an der Unterseite mündende und zu entgegengesetzten Enden der Interaktionskammer führende Fluidkanäle auf, die Medienkanäle zum Durchfluss von Medium zum Konditionieren der Oberfläche bilden.According to a further aspect of the invention, the lower part has fluid channels opening at the bottom and leading to opposite ends of the interaction chamber, which form media channels for the flow of medium for conditioning the surface.

Mit dem Begriff „Medium“ ist ein Konditionierungsfluid oder ein Fluid gemeint, das für den Konditionierungsvorgang, also für die Vorbereitung der Sensorelementoberfläche auf den Probenauftrag, notwendig ist.The term “medium” refers to a conditioning fluid or a fluid that is necessary for the conditioning process, i.e. for preparing the sensor element surface for sample application.

Medienkanäle stellen eine einfache Ausgestaltung dar, die Interaktionskammer strömungsmäßig mit einer Außenseite des Unterteils strömungsmäßig zu verbinden. Zudem kann durch das Münden der Medienkanäle an der Unterseite des Unterteils ein besonders blasenfreies Einleiten von Medium in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe gewährleistet werden. Das Auftreten von Blasen oder Luft-Fluid-Verwirbelungen in den Fluidkanälen der Einweg-Fluidführungsbaugruppe ist unerwünscht, da diese zu einem unregelmäßigen Fluidstrom führen und somit die daran angeschlossene Sensorik zur Überwachung des Fluidstroms beeinträchtigen können.Media channels represent a simple design for fluidically connecting the interaction chamber to the outside of the lower part. Furthermore, the opening of the media channels on the underside of the lower part ensures particularly bubble-free introduction of medium into the disposable fluid guide assembly. The occurrence of bubbles or air-fluid turbulence in the fluid channels of the disposable fluid guide assembly is undesirable, as these can lead to an irregular fluid flow and thus impair the connected sensors for monitoring the fluid flow.

Ferner ist es einfach, die Anschlüsse von außen schnell und sicher an die Anschlüsse an der Einweg-Fluidführungsbaugruppe dicht anzuschließen, wenn alle Pneumatikanschlüsse an der Oberseite und die Medienanschlüsse an der Unterseite liegen. So ist es z.B. möglich, Anschlüsse blockweise in einem Teil zusammenzufassen, das dann einfach gegen die Oberseite bzw. Unterseite geklemmt wird.Furthermore, it's easy to quickly and securely connect the external connections to the ports on the one-way fluid guide assembly, ensuring a tight seal. All pneumatic connections are located on the top and the media connections on the bottom. For example, it's possible to combine connections in blocks into one piece, which is then simply clamped against the top or bottom.

Durch das Vorsehen von Medienkanälen ist die Einweg-Fluidführungsbaugruppe dazu eingerichtet, in der Interaktionskammer einen Sensor auf den Probenauftrag vorzukonditionieren, also mit wenigstens einem Medium zu konditionieren. Insofern entfällt die Notwendigkeit, die Konditionierung des Sensorelements außerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe mit einer separaten Vorrichtung durchzuführen. Damit erfüllt die Interaktionskammer eine doppelte Funktion, womit die Einweg-Fluidführungsbaugruppe besonders platzsparend ausgelegt ist.By providing media channels, the disposable fluid guide assembly is designed to precondition a sensor in the interaction chamber for sample application, i.e., to condition it with at least one medium. This eliminates the need to condition the sensor element outside the disposable fluid guide assembly using a separate device. The interaction chamber thus fulfills a dual function, making the disposable fluid guide assembly particularly space-saving.

Insbesondere sind im Ober- oder Unterteil Sensorfenster vorgesehen, die angrenzend an die entgegengesetzten Enden bis nahe an die Fluidkanäle führen.In particular, sensor windows are provided in the upper or lower part, which extend adjacent to the opposite ends up close to the fluid channels.

Die Sensorfenster ermöglichen einen freien Blick auf die zu der Interaktionskammer hin- und wegführenden Fluidkanäle, sodass ein Fluidstrom in diesen Fluidkanälen optisch überwacht werden kann. Beispielsweise können über die Sensorfenster Blasen oder eine Gas- oder Fluidfront detektiert werden. Grundsätzlich können die Sensorfenster eine beliebige Geometrie aufweisen, solange diese einen in den Fluidkanälen fließenden Fluidstrom nach außen hin sichtbar machen. Daher bedeutet der Begriff „nahe“, dass sich die Sensorfenster in Abhängigkeit der optischen Dichte des Oberteils und Unterteils sich von der Oberseite und/oder der Unterseite soweit bis zu den Fluidkanälen erstrecken, bis diese für ein Sensorsystem optisch zugänglich sind.The sensor windows provide a clear view of the fluid channels leading to and from the interaction chamber, allowing fluid flow within these channels to be optically monitored. For example, bubbles or a gas or fluid front can be detected via the sensor windows. In principle, the sensor windows can have any geometry as long as they allow a fluid flow within the fluid channels to be visible to the outside. Therefore, the term "close" means that, depending on the optical density of the upper and lower sections, the sensor windows extend from the top and/or bottom to the fluid channels until they are optically accessible to a sensor system.

An den entgegengesetzten Enden der Interaktionskammer können Medienkanäle münden, die jeweils zu einem Medienanschluss in einer Außenfläche des Oberteils oder Unterteils münden.Media channels can open at the opposite ends of the interaction chamber, each leading to a media connection in an outer surface of the upper or lower part.

Durch die entgegengesetzte Anordnung von Medienkanälen an der Interaktionskammer kann diese vollständig entlang einer Längsrichtung von einem in den Medienkanälen geführten Medium durchströmt werden. Damit kann ein an der Interaktionskammer eingebrachtes Sensorelement besonders gleichmäßig in Kontakt mit dem in den Medienkanälen geführten Medium gebracht werden.Due to the opposing arrangement of media channels in the interaction chamber, the chamber can be completely permeated by a medium conveyed in the media channels along a longitudinal direction. This allows a sensor element inserted into the interaction chamber to be brought into particularly uniform contact with the medium conveyed in the media channels.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Oberteil an der Oberseite wenigstens eine erste Blutprobenaufnahme aufweist, die fluidisch mit einem als Probenkanal ausgeführten Fluidkanal verbunden ist, der über ein Membranventil mit der Interaktionskammer wahlweise verbindbar ist.A further aspect of the invention provides that the upper part has at least one first blood sample receptacle on the upper side, which is fluidically connected to a fluid channel designed as a sample channel, which can be selectively connected to the interaction chamber via a diaphragm valve.

Mit anderen Worten enthält die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eine integrierte Blutprobenaufnahme. Dadurch sind die zu analysierenden Blutproben besonders einfach zu handhaben, da diese ohne weitere separate Vorrichtung in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eingebracht werden können, sodass die Interaktion der Blutprobe mit dem Sensorelement und die dazu nötige Fluidführung auf die Einweg-Fluidführungsbaugruppe beschränkt wird. Dementsprechend entfällt eine Reinigung von peripheren Vorrichtungen, weil die Einweg-Fluidführungsbaugruppe zusammen mit der Blutprobenaufnahme nach einmaligen Probendurchlauf der Blutprobe entsorgt werden kann. Dies gewährleistet ein besonders kontaminationsarmes Arbeiten.In other words, the disposable fluid guide assembly contains an integrated blood sample receptacle. This makes the blood samples to be analyzed particularly easy to handle, as they can be introduced into the disposable fluid guide assembly without the need for any additional separate device. Thus, the interaction of the blood sample with the sensor element and the necessary fluid guidance is limited to the disposable fluid guide assembly. Accordingly, cleaning of peripheral devices is eliminated, as the disposable fluid guide assembly is installed together with the blood sample on the The sample can be disposed of after a single blood sample run. This ensures particularly low-contamination work.

Mit der Blutprobenaufnahme ist ein Abschnitt der Einweg-Fluidführungsbaugruppe gemeint, der als ein Einlass wirkt, über den Blutproben in die Probenkanäle eingeführt werden können, sodass diese über die Fluidkanäle in die Interaktionskammer gelangen können.The blood sample intake refers to a section of the disposable fluid guide assembly that acts as an inlet through which blood samples can be introduced into the sample channels so that they can pass through the fluid channels into the interaction chamber.

Insbesondere kann die Blutprobenaufnahme die Form einer Kammer oder eines angeformten Behälters aufweisen, in der die Blutproben eingegeben werden können.In particular, the blood sample holder may be in the form of a chamber or a molded container into which the blood samples can be inserted.

Mit dem Begriff „Blutprobe“ ist das Probenfluid eines Probanden gemeint, das auf Kandidaten-Biomarker zu untersuchen ist, die auf eine spätere Alzheimerdiagnose oder eine andere neurodegenerative Erkrankung hindeuten können. Die Blutprobe kann beispielsweise Blutplasma, Rückenmarksflüssigkeit, Blut oder Blutserum oder, allgemein, bearbeitetes Blut umfassen. Ferner werden die Begriffe „Blutprobe“ und „Probenfluid“ synonym zueinander verwendet.The term "blood sample" refers to the sample fluid of a subject to be tested for candidate biomarkers that may indicate a later diagnosis of Alzheimer's disease or another neurodegenerative disease. The blood sample may include, for example, blood plasma, cerebrospinal fluid, blood or blood serum, or, more generally, processed blood. Furthermore, the terms "blood sample" and "sample fluid" are used synonymously.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Blutprobenaufnahme durch einen Hohlraum im Oberteil und einen sich daran anschließenden Hohlraum im Unterteil gebildet ist und der Probenkanal vom Hohlraum im Unterteil ausgeht.A further aspect of the invention provides that the blood sample receptacle is formed by a cavity in the upper part and an adjoining cavity in the lower part and the sample channel extends from the cavity in the lower part.

Die hier beschriebene Ausgestaltung der Blutprobenaufnahme schafft eine fluidische Verbindung von Oberteil über das Unterteil zu der sich darin befindlichen Interaktionskammer. Daneben kann die Eingabe der Probe auf einfache Weise von oben, also von der Oberseite aus betrachtet, in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eingebracht werden. Dies vereinfacht insbesondere die Handhabung und Eingabe der Blutproben, da diese oftmals noch manuell in die Blutprobenaufnahme pipettiert werden.The blood sample intake design described here creates a fluidic connection from the upper part via the lower part to the interaction chamber located therein. In addition, the sample can be easily introduced into the disposable fluid guide assembly from above, i.e., viewed from the top. This particularly simplifies the handling and introduction of blood samples, as these are often still manually pipetted into the blood sample intake.

Zudem kann die Eingabe der Blutprobe räumlich getrennt von der Eingabe der Medien erfolgen, die bevorzugt über die Unterseite des Unterteils in die Fluidführungsbaugruppe eingebracht werden, sodass eine kontaminationsarme Fluidführung und -eingabe gewährleistet ist.In addition, the blood sample can be introduced spatially separately from the media, which are preferably introduced into the fluid guide assembly via the underside of the lower part, thus ensuring low-contamination fluid guide and introduction.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine zweite Blutprobenaufnahme im Oberteil ausgebildet, die über einen Probenkanal mit der Interaktionskammer und der ersten Blutprobenaufnahme fluidisch verbunden ist.According to a further aspect of the invention, a second blood sample receptacle is formed in the upper part, which is fluidically connected to the interaction chamber and the first blood sample receptacle via a sample channel.

Diese Anordnung ermöglicht einen Probenfluidstrom von der ersten Blutprobenaufnahme über den ersten Blutprobenkanal in die Interaktionskammer und danach in den zweiten Probenkanal in die zweite Blutprobenaufnahme und umgekehrt. Beispielsweise kann eine Blutprobenaufnahme als Ausgangsspeicher dienen und die andere als Aufnahmespeicher nach erfolgtem Durchqueren der Interaktionskammer.This arrangement allows sample fluid to flow from the first blood sample receptacle via the first blood sample channel into the interaction chamber and then into the second sample channel into the second blood sample receptacle, and vice versa. For example, one blood sample receptacle can serve as the initial reservoir and the other as the receiving reservoir after passing through the interaction chamber.

Insbesondere ist die zweite Blutprobenaufnahme in Bezug auf die Interaktionskammer spiegelbildlich zu der ersten Blutprobenaufnahme, d.h. an entgegengesetzten Seiten der Interaktionskammern angeordnet. Spiegelbildlich heißt nicht, dass exakt dieselben Abstände zu einer fiktiven Spiegelachse vorhanden sein müssen, sondern, dass die Blutprobenaufnahmen an den entgegengesetzten Seiten der Interaktionskammern oder bei einer Reihenanordnung der Interaktionskammern an den entgegengesetzten Seiten dieser Reihe weitgehend symmetrisch und gegenüberliegend angeordnet sind.In particular, the second blood sample receptacle is arranged as a mirror image of the first blood sample receptacle with respect to the interaction chamber, i.e., on opposite sides of the interaction chambers. Mirror image does not mean that they must be exactly the same distances from a fictitious mirror axis, but rather that the blood sample receptacles are arranged largely symmetrically and opposite each other on opposite sides of the interaction chambers, or, in a row arrangement of the interaction chambers, on opposite sides of this row.

Durch die baugleiche Ausführung der Blutprobenaufnahmen können die Blutproben reproduzierbar und mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit in ihre zugeordnete Interaktionskammer eingeleitet werden.Due to the identical design of the blood sample holders, the blood samples can be introduced into their assigned interaction chamber in a reproducible manner and with the same flow rate.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Blutprobenaufnahmen jeweils eine Öffnung zum Anlegen von Druck oder Unterdruck oder Überdruck und Umgebungsdruck aufweisen.A further aspect of the invention provides that the blood sample receptacles each have an opening for applying pressure or negative pressure or positive pressure and ambient pressure.

Vorteilhafterweise kann durch das Anlegen von Druck und Unterdruck oder Überdruck und Umgebungsdruck an die Blutprobenaufnahme eine darin befindliche Blutprobe von der Blutprobenaufnahme kontaktlos in die Interaktionskammer gepumpt werden. Dies stellt ein besonders kontaminationsarmes Transportieren von Probenfluid innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe dar. Es muss folglich eine Druckdifferenz zwischen den beiden Enden der Interaktionskammer vorliegen, um die Probe durch diese zu führen.Advantageously, by applying pressure and negative pressure or positive pressure and ambient pressure to the blood sample receptacle, a blood sample contained therein can be pumped contactlessly from the blood sample receptacle into the interaction chamber. This provides a particularly low-contamination transport of sample fluid within the disposable fluid guide assembly. Consequently, a pressure difference must exist between the two ends of the interaction chamber to guide the sample through it.

Diese Ausführungsform wirkt synergetisch mit der spiegelbildlichen Ausgestaltung der Blutprobenaufnahmen zusammen.This design works synergistically with the mirror-image design of the blood sample holders.

Mit dem Schaffen einer Druckdifferenz zwischen den spiegelbildlich zueinander ausgeführten Blutprobenaufnahmen, die beide jeweils über einen Probenkanal eine gemeinsame fluidische Verbindung zu der Interaktionskammer aufweisen, kann ein Probenfluid zwischen den beiden Blutprobenaufnahmen hin und her gepumpt werden. Dadurch lässt sich auf einfache Weise die Effizienz des Probenauftrags auf ein mit Antikörper versehenes Sensorelement verbessern. Das Hin- und Herpumpen gewährleistet einen konstanten Fluidstrom innerhalb der Interaktionskammer, sodass stets Probenfluid mit der antikörperbehafteten Oberfläche des Sensorelements in Kontakt gebracht wird, womit die benötigte Volumenmenge an Blutprobe signifikant reduziert werden kann.By creating a pressure difference between the mirror-image blood sample receptacles, each of which has a common fluidic connection to the interaction chamber via a sample channel, a sample fluid can be pumped back and forth between the two blood sample receptacles. This easily improves the efficiency of sample application to a sensor element coated with antibodies. The back-and-forth pumping ensures a constant fluid flow within the interaction chamber, so that sample fluid with the antibody-coated surface of the sensor element, which can significantly reduce the required volume of blood sample.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Probenkanal und der Medienkanal an einer Schnittstelle zu einem gemeinsamen Fluidkanal zusammengeführt sind, wobei an der Schnittstelle ein Membranventil sitzt, das den Zufluss vom Blutprobe oder Medium in den gemeinsamen Fluidkanal steuert.A further aspect of the invention provides that the sample channel and the media channel are combined at an interface to form a common fluid channel, wherein a diaphragm valve is located at the interface, which controls the inflow of the blood sample or medium into the common fluid channel.

Durch den gemeinsamen Fluidkanal kann die Anzahl der innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe benötigten Kanäle deutlich reduziert werden, womit Bauraum eingespart wird und die Interaktionskammer einfacher ausgelegt werden kann. Auch können der singuläre Einlass und der Blutprobenaufnahme Auslass der Interaktionskammer optimal positioniert werden.The shared fluid channel significantly reduces the number of channels required within the disposable fluid guide assembly, saving space and simplifying the design of the interaction chamber. The single inlet and blood sample collection outlet of the interaction chamber can also be optimally positioned.

Ferner bietet die vorgesehene Schnittstelle eine Steuerungsmöglichkeit des Zuflusses von der Blutprobe aus dem jeweiligen Probenkanal und von dem gewünschten Medium über den Medienkanal in die Interaktionskammer. Dementsprechend können mithilfe der Schnittstelle Probenkanäle und die Fluidkanäle auf einfache Weise voneinander fluidisch getrennt werden, wodurch eine Vermischung von Probenfluid und Konditionierungsfluid vermieden werden kann, ebenso wie der Zufluss von Konditionierungsfluid in die Blutprobenaufnahme.Furthermore, the provided interface offers the possibility of controlling the flow of the blood sample from the respective sample channel and of the desired medium via the media channel into the interaction chamber. Accordingly, the interface allows for easy fluid separation of the sample channels and the fluid channels, thus preventing mixing of the sample fluid and the conditioning fluid, as well as the flow of conditioning fluid into the blood sample receptacle.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, dass an den entgegengesetzten Enden der Interaktionskammer ein gemeinsamer Fluidkanal endet, der sich danach in einen Medienkanal und einen Probenkanal aufspaltet, wobei an der jeweiligen Schnittstelle im Medienkanal jeweils ein Membranventil vorgesehen ist.In a further aspect of the invention, it is provided that a common fluid channel ends at the opposite ends of the interaction chamber, which then splits into a media channel and a sample channel, wherein a diaphragm valve is provided at each interface in the media channel.

Die Zuordnung einer Schnittstelle mit einem Membranventil zu den jeweilig entgegengesetzten Enden der Interaktionskammer erlaubt es auf einfache Weise, den Zufluss von Probenfluid und Medium entlang der zu der Interaktionskammer hin- und wegführenden Fluidkanäle mit einer möglichst geringen Anzahl an Kanälen und Ventilen zu steuern.The assignment of an interface with a diaphragm valve to the respective opposite ends of the interaction chamber makes it easy to control the inflow of sample fluid and medium along the fluid channels leading to and from the interaction chamber with the smallest possible number of channels and valves.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Probenkanal zur Schnittstelle hin eine Probensteigleitung bildet, die vom Ventilsitz umgeben ist, wobei sich der Medienkanal in zwei Teilkanäle aufspaltet und um entgegengesetzte Seiten der Steigleitung herumverläuft. Die Teilkanäle vereinigen sich nach der Steigleitung zur Interaktionskammer wieder.A further aspect of the invention provides that the sample channel forms a sample riser toward the interface, which is surrounded by the valve seat. The media channel splits into two subchannels and runs around opposite sides of the riser. The subchannels reunite downstream of the riser to form the interaction chamber.

Dies stellt eine besonders effiziente Ausgestaltung dar, den Probenkanal von dem Medienkanal fluidisch zu trennen. Im geschlossenen Zustand liegt das Dichtelement als Membranventil auf dem Ventilsitz auf, wodurch die Steigleitung des Probenkanals von dem Dichtelement verschlossen und damit fluidisch von den beiden Teilkanälen getrennt ist. Ein Betätigen des Membranventils an der Schnittstelle führt dazu, dass sich die Membran von dem Ventilsitz nach oben in Richtung Oberteil abhebt und dadurch die Steigleitung freilegt, die daraufhin fluidisch mit den beiden umlaufenden Teilkanälen verbunden ist. Das Ventil ist somit geöffnet und eine fluidische Verbindung von Probenkanal und Interaktionskammer gegeben. Sowohl im geschlossenen als auch im offenen Zustand des Ventils bleibt der sich in zwei Teilkanäle aufspaltende Medienkanal fluidisch mit der Interaktionskammer verbunden.This represents a particularly efficient design for fluidically separating the sample channel from the media channel. When closed, the sealing element rests on the valve seat as a diaphragm valve, whereby the riser of the sample channel is closed off by the sealing element and thus fluidically separated from the two sub-channels. Actuating the diaphragm valve at the interface causes the diaphragm to lift upwards from the valve seat towards the upper part, thereby exposing the riser, which is then fluidically connected to the two circumferential sub-channels. The valve is thus opened and a fluidic connection is established between the sample channel and the interaction chamber. Whether the valve is closed or open, the media channel, which splits into two sub-channels, remains fluidically connected to the interaction chamber.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Steigleitung durch einen hülsenförmigen Fortsatz gebildet ist, der an entgegengesetzten Seiten zu der jeweiligen Aufzweigstelle der Teilkanäle eine zwickelförmige Nase hat, die abschnittsweise die Teilkanäle begrenzen.A further aspect of the invention provides that the riser is formed by a sleeve-shaped extension which has a gusset-shaped nose on opposite sides to the respective branching point of the sub-channels, which delimits the sub-channels in sections.

Die zwickelförmige Kontur teilt und vereinigt den Medienkanal besonders totraumfrei. Eine möglichst totraumfreie Kontur verhindert, dass sich ein Fluid beim Betätigen des Volumens an der Schnittstelle in einem Totraum zurückbleibt und das Membranventil für das nächste Fluid kontaminiert.The gusset-shaped contour divides and joins the media channel with minimal dead space. A contour that is as dead space-free as possible prevents fluid from remaining in a dead space at the interface when the volume is actuated, thus contaminating the diaphragm valve for the next fluid.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Probenkanal einen Drosselabschnitt mit reduziertem Querschnitt auf, insbesondere einen langgestreckten Drosselabschnitt zwischen der Blutprobenaufnahme und einer Schnittstelle zum Medienkanal.In a further embodiment of the invention, the sample channel has a throttle section with a reduced cross-section, in particular an elongated throttle section between the blood sample receptacle and an interface to the media channel.

Aufgrund des Drosselabschnitts ist ein erhöhter Druck notwendig, um ein Probenfluid durch den Probenkanal und die daran angrenzenden Kanäle zu bewegen. Dadurch kann die Fluidführung vereinfacht werden, da üblicherweise nur geringe Volumenmengen an Probenfluid bewegt werden müssen, die lediglich mit einem geringen Über- oder Unterdruck beaufschlagt werden, um durch die Probenkanäle gepumpt zu werden. Geringe Drücke sind aber aufwendig zu steuern. Daher kann der Druck in den Probenkanälen durch den Drosselabschnitt „künstlich“ erhöht werden, womit der angelegte Druck einfacher zu steuern ist. Vorzugsweise hat der Drosselabschnitt einen Querschnitt, der um 50-95% kleiner ist als der kleinste Querschnitt außerhalb des Drosselabschnitts.Due to the throttle section, increased pressure is required to move a sample fluid through the sample channel and the adjacent channels. This simplifies fluid flow, as typically only small volumes of sample fluid need to be moved, which are subjected to only a slight overpressure or underpressure to be pumped through the sample channels. However, low pressures are difficult to control. Therefore, the pressure in the sample channels can be "artificially" increased by the throttle section, making the applied pressure easier to control. The throttle section preferably has a cross-section that is 50-95% smaller than the smallest cross-section outside the throttle section.

In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere, insbesondere parallel angeordnete Interaktionskammern an der Unterseite vorgesehen, in die an entgegengesetzten Enden eigene membranventilgesteuerte Fluidkanäle münden.In a further embodiment, several interaction chambers, in particular arranged in parallel, are provided on the underside, into which At opposite ends, separate diaphragm valve-controlled fluid channels open.

Das Vorsehen von mehreren Interaktionskammern bietet den Vorteil, dass mehrere Fluide parallel in die verschiedenen Interaktionskammern eingeleitet werden können, um mit der zugeordneten Sensorelementoberfläche zu interagieren. Dadurch kann ein höherer Probendurchsatz in kürzerer Zeit erreicht werden.The provision of multiple interaction chambers offers the advantage that multiple fluids can be introduced into the different interaction chambers in parallel to interact with the associated sensor element surface. This allows for higher sample throughput in a shorter time.

Besonders bevorzugt sind die mehreren, parallel angeordneten Interaktionskammern an der Unterseite mit einem einzigen Sensorelement verschließbar, sodass die Interaktionskammern jeweils einen Abschnitt auf der Sensorelementoberfläche definieren, der in fluidischem Kontakt mit dem Medium oder der Blutprobe steht.Particularly preferably, the plurality of parallel arranged interaction chambers can be closed on the underside with a single sensor element, so that the interaction chambers each define a section on the sensor element surface that is in fluidic contact with the medium or the blood sample.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die einem Ende der Interaktionskammern zugeordneten Fluidkanäle oder Gruppen von diesen Fluidkanälen von einem gemeinsamen Verteilerkanal abzweigen, der zu einem zentralen Medienanschluss führt.A further aspect of the invention provides that the fluid channels or groups of these fluid channels assigned to one end of the interaction chambers branch off from a common distribution channel which leads to a central media connection.

Damit ist die Fluidführung in Richtung zentralem Medienanschluss vereinfacht und es liegt lediglich ein einziger Verteilerkanal am Medienanschluss an, über den alle Medien in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eingeleitet werden können.This simplifies the fluid flow towards the central media connection and there is only a single distribution channel at the media connection through which all media can be introduced into the one-way fluid guide assembly.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem Medienanschluss und den Membranventilen in den Fluidkanälen ein separat ventilgesteuerter Auslass für Abfallmedium und/oder ein separat ventilgesteuerter Anschluss für Spülfluid vorhanden ist.A further aspect of the invention provides that a separately valve-controlled outlet for waste medium and/or a separately valve-controlled connection for flushing fluid is present between the media connection and the diaphragm valves in the fluid channels.

Beispielsweise kann mit dem ventilgesteuerten Auslass für Abfallmedium verbrauchtes und/oder kontaminiertes Medium separat abgeführt und gesammelt werden. Hingegen stellt der ventilgesteuerte Anschluss für Spülfluid einen Fluidkanal bereit, über dem die daran anschließenden Fluidkanäle mit einem Spülfluid gespült werden können. Darüber können separate Spülvorgänge durchgeführt werden, mit denen die Fluidkanäle der Einweg-Fluidführungsbaugruppe gereinigt werden können, um diese von etwaigen Fluidresten zu befreien.For example, the valve-controlled waste medium outlet can be used to separately drain and collect used and/or contaminated medium. The valve-controlled flushing fluid port, on the other hand, provides a fluid channel through which the connected fluid channels can be flushed with a flushing fluid. Separate flushing processes can be performed via this port to clean the fluid channels of the disposable fluid guide assembly and remove any residual fluid.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mündet an den entgegengesetzten Enden jeder Interaktionskammer jeweils ein Probenkanal, insbesondere wobei die Probenkanäle gleichgerichteter Enden in Reihe positionierten (d.h. in einer Reihe angeordneten) Anschlüssen enden.In a further embodiment of the invention, a sample channel opens at the opposite ends of each interaction chamber, in particular wherein the sample channels of similarly directed ends end in series-positioned (i.e. arranged in a row) connections.

Wenn ein Probenkanal sich mit einem Medienkanal vereinigt, wie zuvor schon optional erläutert, bildet das gemeinsame, in die Interaktionskammer mündende Fluidkanalstück sowohl einen Abschnitt des Probenkanals als auch des Medienkanals, abhängig davon, welches Fluid gerade hindurchströmt.When a sample channel merges with a media channel, as optionally explained above, the common fluid channel piece leading into the interaction chamber forms both a section of the sample channel and the media channel, depending on which fluid is currently flowing through.

Die vorstehend beschriebene Anordnung von Probenkanälen an der Interaktionskammer bietet den Vorteil, dass mehrere Proben gleichzeitig in die jeweiligen Interaktionskammern eingeleitet werden können, wodurch ein höherer Probendurchsatz erreicht wird.The arrangement of sample channels on the interaction chamber described above offers the advantage that several samples can be introduced into the respective interaction chambers simultaneously, thus achieving a higher sample throughput.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass von den Fluidkanälen an einem Ende der Interaktionskammern Spülkanäle zu einem Spülfluidbehälter hin abzweigen, die jeweils über eigene Spülventile geöffnet werden können und die sich vorzugsweise zu einem zentralen Spülkanal hin vereinigen.A further aspect of the invention provides that flushing channels branch off from the fluid channels at one end of the interaction chambers to a flushing fluid container, which can each be opened via their own flushing valves and which preferably merge into a central flushing channel.

Dies erlaubt ein Durchspülen, also ein Reinigen der Fluidkanäle, sodass keine Verunreinigung zwischen verschiedenen Medien oder eine Kontamination von Probenfluid durch Medienrückstände stattfindet.This allows flushing, i.e. cleaning of the fluid channels, so that there is no contamination between different media or contamination of sample fluid by media residues.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Unterteil einen plattenförmigen Abschnitt und einen vom plattenförmigen Abschnitt von der Unterseite abstehenden blockförmigen Abschnitt auf, in dem die mindestens eine Interaktionskammer ausgebildet ist, die zu dieser Unterseite offen ist und/oder wobei das Oberteil plattenförmig ist.In a further embodiment of the invention, the lower part has a plate-shaped section and a block-shaped section protruding from the plate-shaped section from the underside, in which the at least one interaction chamber is formed, which is open to this underside and/or wherein the upper part is plate-shaped.

Durch die plattenförmige Ausführung ist eine besonders kompakte Bauweise der Einweg-Fluidführungsbaugruppe und eine einfache Ausbildung der Kanäle und Kammern möglich. Ferner bietet eine plattenförmige Ausführung eine möglichst große Anlagefläche zwischen Ober- und Unterteil, wobei die Anlagefläche mit einer Ansteuerungsfläche korrespondiert, die von den Membranventilen zur Steuerung von Fluid in den darunterliegenden Fluidkanälen verwendet wird. Je größer die Ansteuerungsfläche, desto präziser und variabler können die Membranventile platziert werden.The plate-shaped design allows for a particularly compact construction of the one-way fluid guide assembly and a simple design of the channels and chambers. Furthermore, a plate-shaped design offers the largest possible contact surface between the upper and lower sections, whereby the contact surface corresponds to a control surface used by the diaphragm valves to control fluid in the underlying fluid channels. The larger the control surface, the more precisely and variably the diaphragm valves can be positioned.

Ferner bietet der blockförmige Abschnitt den Vorteil, dass dieser über einen Formschluss in eine periphere Umgebung einer mikrofluidischen Vorrichtung eingebracht werden kann. Beispielsweise kann der blockförmige Abschnitt als ein Vorsprung dienen, der in einer Aussparung einer mikrofluidischen Vorrichtung eingreifen kann, womit die Einweg-Fluidführungsbaugruppe über den blockförmigen Abschnitt auf einfache Weise verrastet werden kann. An der Unterseite des blockförmigen Abschnitts können die Interaktionskammern vorgesehen sein, die mit dem oder den Sensorelementen verschlossen sind. Bei dieser Variante lässt sich der blockförmige Abschnitt in eine Aufnahme einer Temperiervorrichtung einsetzen, die dafür sorgt, dass die Interaktionskammern und das oder die Sensorelemente auf einer gewünschten, konstanten Temperatur gehalten werden. Der blockförmige Abschnitt kann ein separates Teil sein, das an den plattenförmigen Abschnitt des Unterteils angeschlossen ist.Furthermore, the block-shaped section offers the advantage that it can be introduced into a peripheral environment of a microfluidic device via a form-fit connection. For example, the block-shaped section can serve as a projection that can engage in a recess of a microfluidic device, whereby the disposable fluid guide assembly can be easily locked via the block-shaped section. The interaction chambers can be provided on the underside of the block-shaped section, which can be connected to the or the sensor elements are sealed. In this variant, the block-shaped section can be inserted into a holder of a temperature control device, which ensures that the interaction chambers and the sensor element(s) are kept at a desired, constant temperature. The block-shaped section can be a separate part connected to the plate-shaped section of the lower part.

Ferner können das Oberteil und das Unterteil zumindest eines der folgenden Eigenschaften aufweisen:

  • - das Oberteil und das Unterteil sind miteinander verklebt, verschweißt oder verschraubt;
  • - das Oberteil und das Unterteil sind spritzgegossen, insbesondere aus Cyclo-Olefin-Copolymere (COC); und
  • - das Oberteil und das Unterteil haben Montagehilfen, insbesondere in Form von Führungsstiften oder Ausnehmungen.
Furthermore, the upper part and the lower part can have at least one of the following properties:
  • - the upper part and the lower part are glued, welded or screwed together;
  • - the upper and lower parts are injection-molded, in particular from cyclo-olefin copolymers (COC); and
  • - the upper and lower parts have assembly aids, particularly in the form of guide pins or recesses.

Bevorzugt sind das Oberteil und das Unterteil miteinander verschweißt. Dies stellt eine besonders bewährte und verlässliche Verbindungsmethode dar, sodass beim späteren Betrieb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe kein Fluid an den Seiten der Einweg-Fluidführungsbaugruppe ausläuft.Preferably, the upper and lower sections are welded together. This represents a particularly proven and reliable connection method, ensuring that no fluid leaks from the sides of the disposable fluid guide assembly during subsequent operation.

Die Herstellung von Oberteil und Unterteil als spritzgegossene Bauteile ist ein besonders einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren. Dies ist insbesondere dahingehend bedeutsam, da die Einweg-Fluidführungsbaugruppe für den einmaligen Gebrauch gedacht ist.Manufacturing the upper and lower parts as injection-molded components is a particularly simple and cost-effective manufacturing process. This is particularly important because the disposable fluid guide assembly is intended for single use.

Der Werkstoff Cyclo-Olefin-Copolymere (COC) stellt den bevorzugten Werkstoff dar, insbesondere da dieser besonders chemikalienresistent ist und sich somit besonders gut für die Führung von Medium und Blutprobe eignet.Cyclo-olefin copolymers (COC) are the preferred material, particularly because they are particularly chemical-resistant and therefore particularly suitable for conveying medium and blood samples.

Die Montagehilfen in Form von Führungsstiften oder Ausnehmungen dienen dazu, die Einweg-Fluidführungsbaugruppe in die Peripherie einer mikrofluidischen Vorrichtung spielfrei und positionsgenau zu integrieren. Dazu können die Führungsstifte in korrespondierende Ausnehmungen in der mikrofluidischen Vorrichtung eingreifen beziehungsweise die Ausnehmungen können in korrespondierende Vorsprünge der mikrofluidischen Vorrichtung eingreifen, womit die Einweg-Fluidführungsbaugruppe besonders einfach in einer mikrofluidische Vorrichtung positioniert werden kann.The assembly aids in the form of guide pins or recesses serve to integrate the disposable fluid guide assembly into the periphery of a microfluidic device with zero play and precise positioning. For this purpose, the guide pins can engage in corresponding recesses in the microfluidic device, or the recesses can engage in corresponding projections on the microfluidic device, thus allowing the disposable fluid guide assembly to be positioned particularly easily in a microfluidic device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Dichtelement eine flächige ebene oder profilierte Membran ist, die mehrere Membranventile bildet und mehrere Pneumatik- und Fluidkanäle voneinander trennt.A further aspect of the invention provides that the sealing element is a flat, planar or profiled membrane that forms several membrane valves and separates several pneumatic and fluid channels from each other.

Durch die Verwendung einer flächigen, ebenen oder einer profilierten Membran kann das Dichtelement besonders einfach und kostengünstig als Membranventil gestaltet sein.By using a flat, planar or profiled membrane, the sealing element can be designed as a diaphragm valve in a particularly simple and cost-effective manner.

Insbesondere hat die Membran Ausschnitte, um eine Fluidverbindung für eine Blutprobe zwischen der Oberseite und der Unterseite zu schaffen, sodass ein Strömungsweg für eine Blutprobe von der Oberseite des Oberteils zu der Unterseite des Unterteils und weiter in die Interaktionskammer gegeben ist. Dies bietet den Vorteil, dass trotz der Pneumatikansteuerung von der Oberseite des Oberteils gleichzeitig eine Blutprobe ebenfalls über die Oberseite des Oberteils in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eingebracht werden kann. Diese muss daher nicht aufwendig von der Seite bzw. von der Unterseite des Unterteils her in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eingepumpt werden.In particular, the membrane has cutouts to create a fluid connection for a blood sample between the top and bottom surfaces, thus providing a flow path for a blood sample from the top of the upper part to the bottom of the lower part and further into the interaction chamber. This offers the advantage that, despite the pneumatic actuation from the top of the upper part, a blood sample can simultaneously be introduced into the disposable fluid guide assembly via the top of the upper part. Therefore, the blood sample does not have to be laboriously pumped into the disposable fluid guide assembly from the side or bottom of the lower part.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Einweg-Fluidführungsbaugruppe mehrere Interaktionskammern aufweist, die ein gemeinsames Sensorelement haben und die an ihren Enden jeweils einen eigenen ersten und einen eigenen zweiten Fluidkanal haben.A further aspect of the invention provides that the disposable fluid guide assembly has a plurality of interaction chambers which have a common sensor element and which each have their own first and second fluid channels at their ends.

Insbesondere das Vorsehen jeder Interaktionskammer mit einem separaten eigenen ersten oder einem eigenen zweiten Fluidkanal ermöglicht eine besonders präzise Fluidsteuerung, unabhängig von den anderen Interaktionskammern. Zudem kann dadurch der Durchsatz an Oberflächenbehandlungen erhöht werden und es ist nicht notwendig, mehrere Sensorelemente zu verwenden, sondern lediglich ein gemeinsames Sensorelement, das mit den mehreren Interaktionskammern in Eingriff bringbar ist.In particular, providing each interaction chamber with its own separate first or second fluid channel enables particularly precise fluid control, independent of the other interaction chambers. Furthermore, this can increase the throughput of surface treatments, and it is not necessary to use multiple sensor elements; instead, only a single common sensor element can be engaged with the multiple interaction chambers.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind mehrere Vorratsbehälter für Konditionierungsfluide vorgesehen, die über die Fluidleitungen mit den Interaktionskammern strömungsmäßig verbunden sind. Ferner ist die Pneumatikeinheit mit mehreren Antriebsventilen versehen, über welche Medienventile wahlweise mit den Vorratsbehältern koppelbar sind und die Vorratsbehälter abwechselnd mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck beaufschlagen können, um das Medium zwischen den Vorratsbehältern und durch die Interaktionskammern hin- und her zu pumpen.According to a further aspect of the invention, a plurality of reservoirs for conditioning fluids are provided, which are fluidly connected to the interaction chambers via the fluid lines. Furthermore, the pneumatic unit is equipped with a plurality of drive valves, via which media valves can be selectively coupled to the reservoirs and can alternately apply positive pressure and negative pressure or positive pressure and ambient pressure to the reservoirs in order to pump the medium back and forth between the reservoirs and through the interaction chambers.

Folglich kann das in den Vorratsbehältern befindliche Konditionierungsfluid kontaktlos über Fluidleitungen in die zugeordnete Interaktionskammer geleitet werden.Consequently, the conditioning fluid in the storage containers can be fed contactlessly into the associated interaction chamber via fluid lines.

Der Begriff „Konditionierungsfluid“ wird in dieser Anmeldung synonym zu dem Begriff „Medium“ verwendet. Beide Begriffe bezeichnen ein Fluid, das in den Vorratsbehältern bevorratet ist und der Konditionierung der zu behandelnden Oberfläche eines Sensorelements in der Interaktionskammer dient.The term "conditioning fluid" is used synonymously with the term "medium" in this application. Both terms refer to a fluid stored in the reservoirs and used to condition the surface of a sensor element to be treated in the interaction chamber.

Beispielsweise kann das Konditionierungsfluid ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus destilliertem Wasser, Isopropanol, Spülfluid, PDS, NaPi, MEA, Antikörperfluid, TBS, verschiedener Linkerfluide, wie Linker auf Basis von Silanen oder Thiolethern, sowie Tbd.For example, the conditioning fluid can be selected from the group consisting of distilled water, isopropanol, rinsing fluid, PDS, NaPi, MEA, antibody fluid, TBS, various linker fluids, such as linkers based on silanes or thiol ethers, and Tbd.

Mit „Fluidleitungen“ sind fluidführende Verbindungen zwischen den Vorratsbehältern und der Interaktionskammer gemeint.“Fluid lines” refer to fluid-carrying connections between the storage containers and the interaction chamber.

Die Fluidleitungen können beispielsweise Schläuche oder ähnlich flexible Verbindungselemente sein.The fluid lines can be, for example, hoses or similar flexible connecting elements.

Insbesondere können die Fluidleitungen reversibel koppelbar an die Fluidkanäle innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe verbunden werden.In particular, the fluid lines can be reversibly coupled to the fluid channels within the disposable fluid guide assembly.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Pneumatikeinheit reversibel mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe koppelbar ist, insbesondere indem die Einweg-Fluidführungsbaugruppe zwischen der Pneumatikeinheit und den Mediendosiereinheiten angeordnet ist, das heißt, die Pneumatikeinheit ist mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe zerstörungsfrei lösbar, insbesondere wiederholt lösbar sowie zerstörungsfrei verbindbar.A further aspect of the invention provides that the pneumatic unit can be reversibly coupled to the disposable fluid guide assembly, in particular by arranging the disposable fluid guide assembly between the pneumatic unit and the media dosing units, i.e. the pneumatic unit can be non-destructively detached from the disposable fluid guide assembly, in particular repeatedly detached and non-destructively connected.

Dies bietet den Vorteil, dass die Einweg-Fluidführungsbaugruppe für das Konditionieren eines Sensorelements verwendet und danach entsorgt werden kann. Dadurch kann eine Kreuzkontamination zwischen den Konditionierungsfluiden verhindert werden.This offers the advantage that the disposable fluid guide assembly can be used to condition a sensor element and then disposed of. This prevents cross-contamination between conditioning fluids.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, weist die erste Mediendosiereinheit mehrere erste Vorratsbehälter für Konditionierungsfluide und die zweite Mediendosiereinheit mehrere zweite Vorratsbehälter für Konditionierungsfluide auf, wobei sich von jedem der mehreren ersten Vorratsbehälter aus jeweils ein als Medienkanal dienender Fluidkanal erstreckt, der über zumindest ein Medienventil wahlweise mit Gruppen von ersten Fluidkanälen oder allen ersten Fluidkanälen reversibel koppelbar ist. Ferner erstreckt sich von jedem der mehreren zweiten Vorratsbehälter aus jeweils ein als Medienkanal dienender Fluidkanal, der über zumindest ein Medienventil, wahlweise mit Gruppen von zweiten Fluidkanälen oder allen Fluidkanälen reversibel koppelbar ist, insbesondere wobei jeder Medienkanal mit einem eigenen Medienventil versehen ist.According to a further aspect of the invention, the first media dosing unit has a plurality of first storage containers for conditioning fluids, and the second media dosing unit has a plurality of second storage containers for conditioning fluids. A fluid channel serving as a media channel extends from each of the plurality of first storage containers and can be reversibly coupled to groups of first fluid channels or to all of the first fluid channels via at least one media valve. Furthermore, a fluid channel serving as a media channel extends from each of the plurality of second storage containers and can be reversibly coupled to groups of second fluid channels or to all of the fluid channels via at least one media valve, in particular wherein each media channel is provided with its own media valve.

Die obige Anordnung von Vorratsbehältern und Medienkanälen erlaubt eine besonders präzise Führung von Konditionierungsfluiden aus den jeweiligen Vorratsbehältern der ersten oder zweiten Mediendosiereinheit zu der Interaktionskammer und wieder hinaus. Dadurch, dass jedem Vorratsbehälter ein separater, von den anderen Vorratsbehältern getrennter Fluidkanal als Medienkanal zugeordnet ist, können die jeweiligen in den Vorratsbehältern befindlichen Konditionierungsfluide separat, also voneinander getrennt, in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eingeleitet werden. Insofern wirken die mehreren Medienkanälen synergistisch mit den ihnen zugeordneten Medienventilen zusammen, die dafür sorgen, dass die Fluidströme der einzelnen Vorratsbehälter separat voneinander angesteuert werden können. Beispielsweise können die Medienventile so geschaltet sein, dass nur immer ein Strömungsweg von einem Vorratsbehälter zu der oder zu allen Interaktionskammern geöffnet ist.The above arrangement of storage containers and media channels allows for particularly precise routing of conditioning fluids from the respective storage containers of the first or second media dosing unit to the interaction chamber and back out again. Because each storage container is assigned a separate fluid channel as a media channel, separate from the other storage containers, the respective conditioning fluids in the storage containers can be introduced separately, i.e., separately from one another, into the one-way fluid guide assembly. In this respect, the multiple media channels interact synergistically with their assigned media valves, which ensure that the fluid flows of the individual storage containers can be controlled separately from one another. For example, the media valves can be switched so that only one flow path from one storage container to the interaction chamber(s) or to all interaction chambers is open at any one time.

Das Vorsehen von zwei voneinander getrennten Mediendosiereinheiten erlaubt ferner das Hin- und Herpumpen von Konditionierungsfluiden zwischen den ersten Vorratsbehältern und den zweiten Vorratsbehältern der ersten und zweiten Mediendosiereinheiten. Hierdurch wird die Oberfläche einer Sensoreffizienz möglichst effizient in mehreren Schritten mit unterschiedlichen Medien konditioniert bei gleichzeitig geringem Volumeneinsatz der Konditionierungsfluide.The provision of two separate media dosing units also allows conditioning fluids to be pumped back and forth between the first reservoirs and the second reservoirs of the first and second media dosing units. This allows the surface of a sensor to be conditioned as efficiently as possible in multiple steps with different media, while simultaneously using a small volume of conditioning fluids.

Insbesondere sind dafür die ersten und zweiten Mediendosiereinheiten spiegelbildlich zueinander angeordnet insofern, dass jede Mediendosiereinheit die gleiche Anzahl an Vorratsbehältern mit den jeweils gleichen Konditionierungsfluiden aufweist und an entgegengesetzten Seiten der Interaktionskammern angeordnet sind. Spiegelbildlich heißt nicht, dass exakt dieselben Abstände zu einer fiktiven Spiegelachse vorhanden sein müssen, sondern, dass die Mediendosiereinheiten an den entgegengesetzten Seiten der Interaktionskammern oder bei einer Reihenanordnung der Interaktionskammern an den entgegengesetzten Seiten dieser Reihe weitgehend symmetrisch und gegenüberliegend angeordnet sind.In particular, the first and second media dosing units are arranged in a mirror image of each other, in that each media dosing unit has the same number of reservoirs, each containing the same conditioning fluids, and is located on opposite sides of the interaction chambers. Mirror image does not mean that exactly the same distances to a fictitious mirror axis must be present, but rather that the media dosing units are arranged largely symmetrically and opposite each other on the opposite sides of the interaction chambers, or, in the case of a row arrangement of the interaction chambers, on the opposite sides of this row.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vereinigen sich die Medienkanäle der ersten Mediendosiereinheit zu einem gemeinsamen Mediensammelkanal, der mit wenigstens einem zentralen Medienanschluss an die Einweg-Fluidführungsbaugruppe reversibel koppelbar ist, und/oder die Medienkanäle der zweiten Mediendosiereinheit vereinigen sich zu einem gemeinsamen Mediensammelkanal, der über Ventile mit Gruppen von oder allen zweiten Fluidkanälen wahlweise zuschaltbar ist.In a further advantageous embodiment, the media channels of the first media metering unit combine to form a common media collection channel, which can be reversibly coupled to the disposable fluid guide assembly with at least one central media connection, and/or the media channels of the second media metering unit combine to form a common media collection channel, which can be connected via valves to groups of or all second fluid channels can be switched on optionally.

Durch das Vorsehen eines gemeinsamen Mediensammelkanals kann die Anzahl der Medienkanäle beziehungsweise der Fluidkanäle in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe und die Schnittstellen zur jeweiligen Mediendosiereinheit insgesamt verringert werden, sodass die Einweg-Fluidführungsbaugruppe kompakter ausgeführt ist. Zudem werden auch weniger Ventile innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe benötigt, um die Fluidkanäle zu schalten, die mit den jeweiligen Medienkanälen verbunden werden. Insofern erlauben es die Medienventile, dass jeweils nur ein Konditionierungsfluid von einem Vorratsbehälter über seinen zugeordneten Medienkanal in den gemeinsamen Medienkanal strömt und über den zentralen Medienanschluss in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe eingeleitet wird. Dort setzt sich der zentrale Medienkanal fort und zweigt sich zu den Fluidkanälen auf, die schließlich zu ihren eigenen Interaktionskammern führen.By providing a common media collection channel, the number of media channels or fluid channels in the one-way fluid guide assembly and the interfaces to the respective media dosing unit can be reduced overall, making the one-way fluid guide assembly more compact. Furthermore, fewer valves are required within the one-way fluid guide assembly to switch the fluid channels connected to the respective media channels. In this respect, the media valves allow only one conditioning fluid at a time to flow from a reservoir via its assigned media channel into the common media channel and be introduced into the one-way fluid guide assembly via the central media connection. There, the central media channel continues and branches off into the fluid channels, which ultimately lead to their own interaction chambers.

Ein gemeinsamer Mediensammelkanal der zweiten Mediendosiereinheit, der mit Ventilen mit Gruppen oder allen zweiten Fluidkanälen wahlweise zuschaltbar ist, erlaubt, dass jeder Vorratsbehälter der zweiten Mediendosiereinheit mit den zweiten Fluidkanälen der Einweg-Fluidführungsbaugruppe strömungsmäßig verbindbar ist. Durch das Einleiten des jeweiligen, gerade notwendigen Konditionierungsfluids aus dem entsprechenden Medienvorratsbehälter der zweiten Mediendosiereinheit können aus den Interaktionskammern austretende Medien zu ihrem zentralen Vorratsbehälter strömen und zurück in die Interaktionskammern. Ein anderes Fluid kann dann alle Interaktionskammern gleichzeitig durchströmen und anschließend in seinen Vorratsbehälter gelangen usw..A common media collection channel of the second media dosing unit, which can be selectively connected to groups or all of the second fluid channels using valves, allows each reservoir of the second media dosing unit to be fluidly connected to the second fluid channels of the disposable fluid guide assembly. By introducing the required conditioning fluid from the corresponding media reservoir of the second media dosing unit, media escaping from the interaction chambers can flow to their central reservoir and back into the interaction chambers. Another fluid can then flow through all interaction chambers simultaneously and subsequently into its reservoir, etc.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass von dem zumindest einen gemeinsamen Mediensammelkanal wenigstens ein mit einem Auslassventil versehener Entsorgungskanal abzweigt, der in einem Entsorgungsbehälter für Abfallmedium mündet.A further aspect of the invention provides that at least one disposal channel provided with an outlet valve branches off from the at least one common media collection channel, which opens into a disposal container for waste medium.

Hierdurch können verbrauchte beziehungsweise verunreinigte Konditionierungsfluide von den Vorratsbehältern getrennt im Entsorgungsbehälter gelagert werden. Folglich können mit dem Entsorgungsbehälter und dem damit verbundenen Entsorgungskanal mit Auslassventil bei Bedarf Konditionierungsfluide aus der Einweg-Fluidführungsbaugruppe hinausgeleitet und entsorgt werden, ohne dass eine Kontamination der übrigen Fluidkanäle stattfindet. Auch Spülfluid kann so aus dem Leitungssystem entfernt werden.This allows used or contaminated conditioning fluids to be stored separately from the storage containers in the disposal container. Consequently, the disposal container and the connected disposal channel with outlet valve allow conditioning fluids to be drained from the disposable fluid guide assembly and disposed of as needed without contaminating the remaining fluid channels. Flushing fluid can also be removed from the piping system in this way.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist den mehreren ersten Vorratsbehältern für Konditionierungsfluide wenigstens ein Antriebsventil und den mehreren zweiten Vorratsbehältern für Konditionierungsfluide wenigstens ein Antriebsventil zugeordnet, um jeden Vorratsbehälter der mehreren ersten und zweiten Vorratsbehälter für Konditionierungsfluide über sein zugeordnetes Antriebsventil mit Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen, insbesondere wobei die Antriebsventile der zugeordneten Interaktionskammer wechselweise so angesteuert werden, dass ein Vorratsbehälter mit Überdruck und der andere mit Unterdruck oder Umgebungsdruck beaufschlagt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one drive valve is assigned to the plurality of first storage containers for conditioning fluids and at least one drive valve is assigned to the plurality of second storage containers for conditioning fluids in order to apply overpressure or underpressure to each storage container of the plurality of first and second storage containers for conditioning fluids via its assigned drive valve, in particular wherein the drive valves of the assigned interaction chamber are alternately controlled such that one storage container is subjected to overpressure and the other to underpressure or ambient pressure.

Über das Antriebsventil können die Vorratsbehälter an eine Druckluft- und/oder Unterdruckversorgung der Pneumatikeinheit oder die Umgebung angeschlossen werden, sodass ein in den Vorratsbehältern befindliches Konditionierungsfluid kontaktlos aus den Vorratsbehältern heraus- oder hineingepumpt werden kann. Zudem dient das abwechselnde Ansteuern der ersten und zweiten Vorratsbehälter der ersten und zweiten Mediendosiereinheit mit Über- beziehungsweise Unterdruck oder Umgebungsdruck beziehungsweise Umgebungsdruck dazu, eine kontaktlose, bidirektionale Medienfluidführung zwischen der ersten und der zweiten Mediendosiereinheit über die Interaktionskammer(n) in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe zu erreichen.The drive valve allows the reservoirs to be connected to a compressed air and/or vacuum supply of the pneumatic unit or the environment, allowing conditioning fluid contained in the reservoirs to be pumped in or out of the reservoirs without contact. Furthermore, the alternating actuation of the first and second reservoirs of the first and second media dosing units with positive or negative pressure or ambient pressure or ambient pressure serves to achieve contactless, bidirectional media fluid flow between the first and second media dosing units via the interaction chamber(s) in the disposable fluid flow assembly.

Jedem Vorratsbehälter kann jeweils ein Antriebsventil zugeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass allen Vorratsbehältern der ersten und/oder zweiten Mediendosiereinheit nur ein Antriebsventil zugeordnet ist.Each storage container can be assigned a drive valve. However, it is also conceivable that only one drive valve is assigned to all storage containers of the first and/or second media dosing unit.

Die Erfindung betrifft ferner eine Proteindefektdiagnosevorrichtung, mit einer mikrofluidischen Vorrichtung nach einem der vorgenannten Aspekte. Die Proteindefektdiagnosevorrichtung umfasst ein Sensorelement, das zumindest eine, insbesondere mehrere oder alle Interaktionskammern mit ihrer oberflächenbehandelten Oberseite unterseitig schließt. Ferner umfasst die Proteindefektdiagnosevorrichtung eine Optikeinheit, die eine IR-Quelle, einen IR-Detektor und eine die IR-Quelle und einen den IR-Detektor verbindenden Strahlengang durch die oder die mehreren Interaktionskammern aufweist. Die Optikeinheit ist dazu eingerichtet, über den Strahlengang die von der IR-Quelle erzeugte IR-Strahlung über das Sensorelement auf den IR-Detektor zu leiten, um ein IR-Spektrum von der Oberfläche des Sensorelements aufzunehmen.The invention further relates to a protein defect diagnostic device comprising a microfluidic device according to one of the aforementioned aspects. The protein defect diagnostic device comprises a sensor element that closes at least one, in particular several, or all interaction chambers with its surface-treated upper side. Furthermore, the protein defect diagnostic device comprises an optical unit that has an IR source, an IR detector, and a beam path connecting the IR source and the IR detector through the one or more interaction chambers. The optical unit is configured to guide the IR radiation generated by the IR source via the sensor element onto the IR detector via the beam path in order to record an IR spectrum from the surface of the sensor element.

Die Proteindefektdiagnosevorrichtung erlaubt eine kontaktlose und damit kontaminationsfreie Proteindefekterkennung an der Oberfläche des Sensorelements. Dies wird dadurch erreicht, dass eine durch die IR-Quelle erzeugte IR-Strahlung auf das Sensorelement gerichtet wird, welche die auf der Oberfläche des Sensorelements gebundenen Kandidaten-Biomarker abtastet und von diesen ein IR-Spektrum aufnimmt. Über das aufgenommene IR-Spektrum lassen sich Rückschlüsse auf die Defekte der an der Oberfläche gebundenen Proteine schließen. Dabei lässt sich insbesondere feststellen, ob die an der Oberfläche an die Antikörper gebundenen Proteine Fehlfaltungen aufweisen, die auf eine frühzeitige neurodegenerative Erkrankung hinweisen können.The protein defect diagnostic device allows contactless and thus contamination-free protein defect detection on the surface of the sensor element. This is achieved by IR radiation generated by the IR source is directed onto the sensor element, scanning the candidate biomarkers bound to the surface of the sensor element and recording an IR spectrum of these. The recorded IR spectrum can be used to draw conclusions about the defects in the proteins bound to the surface. In particular, it can be determined whether the proteins bound to the antibodies on the surface exhibit misfolding, which could indicate early neurodegenerative disease.

Im Übrigen gelten die oben genannten Vorteile für die mikrofluidische Vorrichtung auch analog für die Proteindefektdiagnosevorrichtung. Insofern wird auf die obige Beschreibung verwiesen.Furthermore, the advantages mentioned above for the microfluidic device also apply analogously to the protein defect diagnostic device. In this respect, reference is made to the above description.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist die Proteindefektdiagnosevorrichtung mehrere Interaktionskammern auf und eine Gruppe erster Blutprobenaufnahmen, die über erste Probenkanäle in die zugehörigen ersten Fluidkanäle übergehen und eine Gruppe zweiter Blutprobenaufnahmen, die über zweite Probenkanäle in die zugehörigen zweiten Fluidkanäle übergehen, sodass jede Interaktionskammer nur mit einer eigenen ersten und zweiten Blutprobenaufnahme strömungsmäßig verbindbar ist.According to a first aspect of the invention, the protein defect diagnostic device comprises a plurality of interaction chambers and a group of first blood sample receptacles, which merge via first sample channels into the associated first fluid channels, and a group of second blood sample receptacles, which merge via second sample channels into the associated second fluid channels, such that each interaction chamber is fluidically connectable only to its own first and second blood sample receptacles.

Diese Ausgestaltung ermöglicht es vorteilhafterweise, dass neben der Konditionierungs- und Messfunktion der Proteindefektdiagnosevorrichtung auch der Probenauftrag in der Interaktionskammer durchgeführt werden kann. Daher können nun alle Schritte von der Konditionierung einer Oberfläche eines Sensorelements über den Probenauftrag bis zum finalen Bestrahlen der Oberfläche des Sensorelements in der Interaktionskammer erfolgen.This design advantageously allows for the sample application to be performed in the interaction chamber, in addition to the conditioning and measurement functions of the protein defect diagnostic device. Therefore, all steps from the conditioning of a sensor element surface through sample application to the final irradiation of the sensor element surface can now be performed in the interaction chamber.

Ferner erlauben mehrere Interaktionskammern auch, dass mehrere Sensoroberflächenabschnitte parallel konditioniert, mit Probenfluid in Kontakt gebracht, und bestrahlt werden können. Hierdurch kann die Proteindefektdiagnosevorrichtung insgesamt einen höheren Probendurchsatz verarbeiten.Furthermore, multiple interaction chambers allow for multiple sensor surface sections to be conditioned, exposed to sample fluid, and irradiated in parallel. This allows the protein defect diagnostic device to process a higher overall sample throughput.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass jeder Probenkanal mit einem eigenen Absperrventil versehen ist, um eine Blutprobe bei geöffnetem Absperrventil zur Interaktionskammer zu pumpen. Mittels dem Absperrventil kann der Zufluss in die Interaktionskammer von dem Probenkanal gezielt gesteuert werden. Insbesondere kann dadurch ein Vermischen von Blutprobe und Konditionierungsfluid verhindert werden, da über das Absperrventil der Zustrom von Blutprobe in die Fluidkanäle der Einweg-Fluidführungsbaugruppe gesteuert werden kann.A further aspect of the invention provides that each sample channel is provided with its own shut-off valve to pump a blood sample to the interaction chamber when the shut-off valve is open. The shut-off valve allows the flow from the sample channel into the interaction chamber to be specifically controlled. In particular, mixing of the blood sample and conditioning fluid can be prevented, since the shut-off valve can be used to control the flow of blood sample into the fluid channels of the disposable fluid guide assembly.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass den mehreren ersten Blutprobenaufnahmen und den mehreren zweiten Blutprobenaufnahmen jeweils ein eigener Anschluss an die Pneumatikeinheit zugeordnet ist, der über zumindest ein Steuerventil so schaltbar ist, dass jede Blutprobenaufnahme über das wenigstens eine Steuerventil mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck beaufschlagt werden kann, insbesondere wobei die Blutprobenaufnahmen einer Interaktionskammer wechselweise so angesteuert werden, dass eine Blutprobenaufnahme mit Überdruck und die andere mit Unterdruck oder Umgebungsdruck beaufschlagt wird und die Blutprobe über das Sensorelement hinweg hin- und her gepumpt wird.A further advantageous embodiment of the invention provides that the plurality of first blood sample receptacles and the plurality of second blood sample receptacles are each assigned a separate connection to the pneumatic unit, which can be switched via at least one control valve such that each blood sample receptacle can be subjected to overpressure and underpressure or to overpressure and ambient pressure via the at least one control valve, in particular wherein the blood sample receptacles of an interaction chamber are alternately controlled such that one blood sample receptacle is subjected to overpressure and the other to underpressure or ambient pressure and the blood sample is pumped back and forth across the sensor element.

Ähnlich wie bei der ersten und zweiten Mediendosiereinheit kann auch durch das wechselseitige Anlegen von Unterdruck oder Umgebungsdruck und Überdruck an der ersten Blutprobenaufnahme und der dazu korrespondierenden zweiten Blutprobenaufnahme eine Blutprobe zwischen den beiden Blutprobenaufnahmen hin- und her gepumpt werden. Hierdurch ist ein besonders effizienter Probenauftrag auf das Sensorelement möglich, da die Oberfläche des Sensorelements einem stetigen Fluidstrom der Blutprobe ausgesetzt ist. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass der Sensor beziehungsweise dessen Oberfläche bereits mit einer geringen Volumenmenge an Probenfluid behandelt werden kann. Insofern kann die für den Probenauftrag benötigte Volumenmenge an Probenfluid verringert werden, ohne die Sensitivität der anschließenden Messung zu beeinträchtigen. Die hier sehr geringe Menge an Blut ist viel geringer als bei einer Kreisleitung, in der Blut z.B. durch eine Schlauchquetschpumpe im Kreis gepumpt wird.Similar to the first and second media dosing units, a blood sample can be pumped back and forth between the two blood sample receptacles by alternately applying negative pressure or ambient pressure and positive pressure to the first blood sample receptacle and the corresponding second blood sample receptacle. This enables particularly efficient sample application to the sensor element, as the surface of the sensor element is exposed to a constant fluid flow of the blood sample. This offers the particular advantage that the sensor or its surface can be treated with just a small volume of sample fluid. In this respect, the volume of sample fluid required for sample application can be reduced without compromising the sensitivity of the subsequent measurement. The very small amount of blood required here is much lower than in a circular line in which blood is pumped in a circle, for example, by a peristaltic pump.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist jede der mehreren ersten und/oder zweiten Blutprobenaufnahmen mit einem Membranelement oder einem Deckel versehen, um einen Probeneinlass an der Blutprobenaufnahme flüssigkeitsdicht, wiederverschließbar abzudecken, wobei das Membranelement insbesondere als eine hydrophobe, gasdurchlässige Membranfolie ausgebildet ist, die mit dem Blutprobenaufnahmen zugeordneten, wenigstens einem Steuerventil reversibel koppelbar ist, um die Blutprobenaufnahme über das Membranelement mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck zu beaufschlagen.In a further aspect of the invention, each of the plurality of first and/or second blood sample receptacles is provided with a membrane element or a lid in order to cover a sample inlet on the blood sample receptacle in a liquid-tight, resealable manner, wherein the membrane element is designed in particular as a hydrophobic, gas-permeable membrane film which can be reversibly coupled to at least one control valve assigned to the blood sample receptacle in order to subject the blood sample receptacle to overpressure and underpressure or to overpressure and ambient pressure via the membrane element.

Das Membranelement oder der Deckel erfüllt eine doppelte Funktion, nämlich einen Probeneintrag in die Blutprobenaufnahme zu ermöglichen und zum anderen die Blutprobenaufnahme nach erfolgtem Probeneintrag flüssigkeitsdicht zu verschließen. Dadurch kann die Blutprobe sicher innerhalb der Blutprobenaufnahme gelagert werden. Dies wird insbesondere durch die hydrophobe Ausgestaltung der Membranfolie gewährleistet. Zudem kann die Blutprobenaufnahme über die Membranfolie aufgrund deren Gasdurchlässigkeit an eine Druckluftversorgung angeschlossen werden, über welche die in der Blutprobenaufnahme befindliche Blutprobe mit Druck und/oder mit Unterdruck oder Umgebungsdruck beaufschlagt werden kann, um diese in die Blutprobenaufnahme hinein oder hinaus in Richtung Einweg-Fluidführungsbaugruppe zu bewegen. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, einen separaten Anschluss für die Druckluftversorgung bereitzustellen, da sowohl der Probeneintrag als auch die Druckluftversorgung über das Membranelement stattfindet.The membrane element or lid serves a dual function: to allow sample introduction into the blood sample receptacle and, after the sample has been introduced, to seal the blood sample receptacle liquid-tight. This allows the blood sample to be stored safely within the blood sample receptacle. This is This is particularly ensured by the hydrophobic design of the membrane film. Furthermore, due to the membrane film's gas permeability, the blood sample holder can be connected to a compressed air supply via the membrane film, which can be used to apply pressure and/or negative pressure or ambient pressure to the blood sample in the blood sample holder in order to move it into the blood sample holder or out toward the disposable fluid guide assembly. This eliminates the need for a separate connection for the compressed air supply, as both the sample introduction and the compressed air supply take place via the membrane element.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements für eine Proteindefektdiagnose mit einer vorgenannten mikrofluidischen Vorrichtung, wobei das Verfahren einen Zyklus mit den folgenden Schritten umfasst:

  1. a) Führen einer Blutprobe oder eines Konditionierungsfluids vom ersten Fluidkanal durch die Interaktionskammer in den zweiten Fluidkanal;
  2. b) Zurückführen der Blutprobe oder des Konditionierungsfluids entlang des zweiten Fluidkanals durch die Interaktionskammer in den ersten Fluidkanal;
The invention further relates to a method for applying a blood sample to a sensor element for a protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element for a protein defect diagnosis with an aforementioned microfluidic device, the method comprising a cycle with the following steps:
  1. a) passing a blood sample or a conditioning fluid from the first fluid channel through the interaction chamber into the second fluid channel;
  2. b) returning the blood sample or conditioning fluid along the second fluid channel through the interaction chamber into the first fluid channel;

Mit anderen Worten stellt das obige Verfahren eine bidirektionale Fluidführung eines Konditionierungsfluids/der Blutprobe über die Oberfläche eines Sensorelements dar. Dies ermöglicht eine effiziente Oberflächenbehandlung beziehungsweise Konditionierung sowie Nutzung eines Sensorelements bei gleichzeitig geringem Volumen an Konditionierungsfluid und der Blutprobe. Gleichzeitig ist die Konditionierung und Probenführung an der Oberfläche auch besonders gleichmäßig, da stets ein Fluidstrom von Konditionierungsfluid oder Probenfluid an der Oberfläche des Sensorelements entlangfließt. Da das Konditionierungsfluid/die Blutprobe ferner ständig in Bewegung ist, ist die Konditionierung der Oberfläche auch schneller und effizienter im Vergleich zu einem Verfahren zum Oberflächenbehandeln eines Sensorelements, bei dem das Sensorelement lediglich im Konditionierungsfluid inkubiert wird, also das Konditionierungsfluid nicht bewegt wird. Dasselbe gilt für die Blutprobe, die schneller und sicherer analysiert werden kann.In other words, the above method represents a bidirectional fluid flow of a conditioning fluid/blood sample across the surface of a sensor element. This enables efficient surface treatment or conditioning, as well as the use of a sensor element, while simultaneously requiring a small volume of conditioning fluid and blood sample. At the same time, the conditioning and sample flow across the surface is particularly uniform, as a fluid stream of conditioning fluid or sample fluid always flows along the surface of the sensor element. Furthermore, since the conditioning fluid/blood sample is constantly in motion, the surface conditioning is faster and more efficient compared to a method for treating the surface of a sensor element in which the sensor element is merely incubated in the conditioning fluid, meaning the conditioning fluid is not moved. The same applies to the blood sample, which can be analyzed more quickly and reliably.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Schritte a) und b) für eine vorbestimmte Zeitdauer oder bis eine vorbestimmte Anzahl an Zyklen erreicht ist, wiederholt werden.A further aspect of the invention provides that steps a) and b) are repeated for a predetermined period of time or until a predetermined number of cycles is reached.

Damit kann der Prozess der Konditionierung besonders präzise gesteuert werden, ohne dass ein manueller Eingriff von außen erfolgen muss, der das Verfahren zu einem gegebenen Zeitpunkt stoppt.This allows the conditioning process to be controlled with particular precision, without the need for external manual intervention that would stop the process at a given time.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung sieht das Verfahren vor, dass detektiert wird, ob eine Fluidfront einen bestimmten Abschnitt im Strömungsweg passiert hat, wobei daraufhin die Strömungsrichtung umgekehrt wird.In a further aspect of the invention, the method provides for detecting whether a fluid front has passed a specific section in the flow path, whereupon the flow direction is reversed.

Dadurch kann präzise ermittelt werden, ab welchem Zeitpunkt Schritt a) und ab welchem Zeitpunkt Schritt b) durchgeführt, d.h. begonnen und beendet wird. Dies kann entweder festgestellt werden, indem die verstrichene Zeitdauer zwischen den beiden Schritten ermittelt wird. Es ist aber auch denkbar, dass die Fluidfront optisch gemessen wird, insbesondere anhand einer Detektionsvorrichtung. Ferner kann vorgesehen werden, dass eine vorbestimmte Wartezeit zwischen den einzelnen Zyklen eingehalten wird.This allows for precise determination of the point in time at which step a) and step b) are performed, i.e., when they begin and end. This can be determined either by measuring the elapsed time between the two steps. However, it is also conceivable that the fluid front is measured optically, particularly using a detection device. Furthermore, a predetermined waiting time can be maintained between the individual cycles.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Verfahren zunächst mit einem Konditionierungsfluid durchgeführt wird, insbesondere wobei zunächst ein Zyklus aus den Schritten a) und b) mit einem Konditionierungsfluid durchgeführt wird. Im Anschluss daran wird das Verfahren mit den Schritten a) und b), wahlweise Schritt c), mit einem Probenfluid wiederholt. Wahlweise kann zwischen dem Konditionierungsfluid und dem Auftrag des Probenfluids ein Spülvorgang durchgeführt werden.A further aspect of the invention provides that the method is first carried out with a conditioning fluid, in particular, wherein a cycle comprising steps a) and b) is first carried out with a conditioning fluid. Subsequently, the method is repeated with steps a) and b), optionally step c), using a sample fluid. Optionally, a rinsing process can be performed between the conditioning fluid and the application of the sample fluid.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Analyse von Proteindefekten in einer Blutprobe, mit einer vorgenannten Proteindefektdiagnosevorrichtung, das Probenaufnahmen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

  1. a) Führen einer ersten Blutprobe entlang einer ersten Strömungsrichtung von einer ersten Probenaufnahme durch die Interaktionskammer in eine zweite Probenaufnahme;
  2. b) Zurückführen der Blutprobe entlang einer zweiten Strömungsrichtung, die zu der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzt verläuft, von der zweiten Probenaufnahme durch die Interaktionskammer in die erste Probenaufnahme; und
  3. c) Bestrahlen der Oberfläche des Sensorelements mit IR-Strahlern unter Erhalt eines IR-Spektrums.
The invention further relates to a method for analyzing protein defects in a blood sample, using a protein defect diagnostic device having sample receptacles, the method comprising the following steps:
  1. a) guiding a first blood sample along a first flow direction from a first sample receptacle through the interaction chamber into a second sample receptacle;
  2. b) returning the blood sample along a second flow direction opposite to the first flow direction from the second sample receptacle through the interaction chamber into the first sample receptacle; and
  3. c) Irradiating the surface of the sensor element with IR emitters to obtain an IR spectrum.

Der Kerngedanke hinter dem Verfahren ist, dass der Probenauftrag mit einer möglichst geringen Menge an Blutprobe durchgeführt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass das für den Probenauftrag benötigte Volumenmenge an Blutprobe verringert werden kann, indem diese wiederholt über die Oberfläche des Sensorelements geführt wird. Insofern ermöglicht das hin- und her Pumpen, also das Führen und Zurückführen der Blutprobe entlang der ersten und der zweiten Strömungsrichtung, einen effizienten Probenauftrag, ohne die Sensitivität der anschließenden Messung zu beeinträchtigen.The core idea behind the method is that the sample application can be carried out with the smallest possible amount of blood sample. It has been shown that the volume of blood sample required for the sample application can be reduced by repeatedly passing it over the surface surface of the sensor element. Pumping back and forth, i.e., guiding and returning the blood sample along the first and second flow directions, enables efficient sample application without compromising the sensitivity of the subsequent measurement.

Ferner kann sich anschließend an den Probenauftrag der eigentliche Messschritt anschließen, nämlich Schritt c), in dem die Oberfläche des Sensorelements mit IR-Strahlung belichtet wird. Dies wirkt synergetisch mit den Schritten a) und b) zusammen, da der Messvorgang in Schritt c) sehr sensitiv ist, ohne dass in den vorherigen Schritten a) und b) große Mengen an Blutprobenvolumen benötigt wurde.Furthermore, the actual measurement step, namely step c), can follow the sample application, in which the surface of the sensor element is exposed to IR radiation. This works synergistically with steps a) and b), since the measurement process in step c) is very sensitive without requiring large amounts of blood sample volume in the previous steps a) and b).

Alternativ kann während des Hin- und Herpumpens die Messung vorgenommen werden.Alternatively, the measurement can be taken while pumping back and forth.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Proteindefektdiagnosevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen mikrofluidischen Vorrichtung und einer Optikeinheit;
  • - 2 in einer isometrischen Darstellung die erfindungsgemäße Proteindefektdiagnosevorrichtung mit der erfindungsgemäßen mikrofluidischen Vorrichtung aus 1;
  • - 3 den Fluidschaltungsplan für die Fluidführung der mikrofluidischen Vorrichtung aus 2;
  • - 4 in einer isometrischen Darstellung eine Ausführungsform der Einweg-Fluidführungsbaugruppe der mikrofluidischen Vorrichtung aus 2;
  • - 5 in einer Seitenansicht die Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus 4, mit den Schnittebenen A-A und B-B;
  • - 6 in einer Draufsicht die Oberseite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus 4, mit der Schnittebene C-C;
  • - 7 in einer Unteransicht die Unterseite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus 4;
  • - 8 in einer isometrischen Darstellung das Detail B aus 7, wobei das Detail B eine vergrößerte Ansicht der Interaktionskammern zeigt;
  • - 9A eine Schnittansicht entlang der Schnittebene B-B aus der 5 auf die Einweg-Fluidführungsbaugruppe, wobei zur besseren Übersichtlichkeit die Schraffuren weggelassen sind;
  • - 9B eine Schnittansicht entlang der Schnittebene A-A aus der 5 auf die Einweg-Fluidführungsbaugruppe, wobei zur besseren Übersichtlichkeit die Schraffuren weggelassen sind;
  • - 10 eine isometrische Schnittansicht entlang der Schnittebene C-C aus 6 auf die Einweg-Fluidführungsbaugruppe, mit den Details C, D und E;
  • - 11 eine vergrößerte isometrische Schnittansicht entlang der Schnittebene C-C der linken Seite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus 10, mit dem Detail F;
  • - 12 eine vergrößerte isometrische Schnittansicht entlang der Schnittebene C-C der rechten Seite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus 10;
  • - 13 eine isometrische Schnittansicht des Details F aus 11, wobei das Detail F eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Drosselabschnitts zeigt;
  • - 14 eine isometrische Draufsicht des Details A aus 7, wobei das Detail A eine vergrößerte Unterseitenansicht des Drosselabschnitts zeigt;
  • - 15 eine isometrische Draufsicht des Details C aus 10, wobei das Detail ein Ventil an einer Schnittstelle zwischen Fluidkanal und Probenkanal zeigt, mit der Schnittebene D-D;
  • - 16A und 16B Schnittansichten entlang der Schnittebenen D1-D1 (16A) bzw. D2-D2 (16B) aus 15 des Ventils aus 15 sowie 16C eine isometrische Schnittansicht entlang der Schnittebene D2-D2 aus 15;
  • - 17A und 17B jeweils die Details D und E aus 10, wobei Detail D eine vergrößerte Ansicht eines Fluidkanalventils und Detail E eine vergrößerte Ansicht eines Fluidkanalventils und eines Spülventils zeigt;
  • - 18A und 18B jeweils eine isometrische Schnittansicht zweier Ausführungsformen des Fluidkanalventils aus 17B;
  • - 19 eine isometrische Schnittansicht entlang der Schnittebene B-B aus 5 auf ein Dichtelement und das darunter liegende Unterteil;
  • - 20 in einem schematischen Ablaufdiagramm die Verfahrensschritte zum Herstellen der Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus Figur aus den 4 bis 19;
  • - 21A und 21B jeweils eine isometrische Darstellung eines Sensorelementhalters, mit und ohne Sensorelement, mit der Schnittebene E-E;
  • - 22A und 22B jeweils eine Frontalansicht auf eine der beiden Stirnseiten des Sensorelementhalters aus den 21A und 21B, mit der Schnittebene F-F,
  • - 22C eine Schnittansicht entlang der Schnittebene E-E aus 21A;
  • - 23 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene F-F aus 22A auf den Sensorelementhalter;
  • - 24 eine isometrische Darstellung einer Kombination von der Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus 4, sowie dem Sensorelementhalter mit Sensorelement aus 21A, mit der Schnittebene G-G;
  • - 25 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene G-G aus 24 der Kombination von Einweg-Fluidführungsbaugruppe und Sensorelementhalter aus 24;
  • - 26 eine Schnittansicht des Sensorelementhalters aus 21A mit einer Zentriereinheit in einem nicht gekoppelten Zustand;
  • - 27 eine weitere Schnittansicht des Sensorelementhalters aus 21A und der Zentriereinheit aus 26 in einem gekoppelten Zustand;
  • - 28 eine isometrische Darstellung eines Basisblocks mit Zentrierelementen als Teil der Zentriereinheit aus den 26 und 27, mit der Schnittebene H-H;
  • - 29 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene H-H aus 28, die die Zentrierelemente zeigt;
  • - 30 eine isometrische Darstellung eines Behälters als Temperiereinheit und Zentriereinheit zur Aufnahme der Einweg-Fluidführungsbaugruppe aus 4, mit Sensorelementblöcken und Fluideinlassblöcken, mit der Schnittebene I-I;
  • - 31 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene I-I aus der 30 durch den Behälter;
  • - 32 eine isometrische Darstellung eines Fluideinlassblocks aus 30, mit der Schnittebene J-J;
  • - 33 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene J-J aus 32 des Fluideinlassblocks, mit der Schnittebene K-K;
  • - 34 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene K-K aus 32;
  • - 35 eine isometrische Darstellung einer Pneumatikeinheit mit einer Antriebseinheit;
  • - 36 eine isometrische Darstellung der Unterseite der Pneumatikeinheit aus 35;
  • - 37 ein schematisches Ablaufdiagramm der Verfahrensschritte für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Konditionierung eines Sensorelements für Proteindefekterkennung und zum Probenauftrag auf das Sensorelement; und
  • - 38 ein schematisches Ablaufdiagramm der Verfahrensschritte für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Führen von Fluid über eine Sensorelementoberfläche zum Konditionieren und/oder zum Blutprobenauftrag.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings, to which reference is made. In the drawings:
  • - 1 in a schematic representation of a protein defect diagnostic device according to the invention with a microfluidic device according to the invention and an optical unit;
  • - 2 in an isometric view the protein defect diagnostic device according to the invention with the microfluidic device according to the invention from 1 ;
  • - 3 the fluid circuit diagram for the fluid guidance of the microfluidic device 2 ;
  • - 4 in an isometric view an embodiment of the disposable fluid guide assembly of the microfluidic device of 2 ;
  • - 5 in a side view the disposable fluid guide assembly from 4 , with the section planes AA and BB;
  • - 6 in a top view the top of the disposable fluid guide assembly 4 , with the cutting plane CC;
  • - 7 in a bottom view the underside of the disposable fluid guide assembly 4 ;
  • - 8 in an isometric view the detail B from 7 , where detail B shows an enlarged view of the interaction chambers;
  • - 9A a sectional view along the section plane BB from the 5 on the one-way fluid guide assembly, with hatching omitted for clarity;
  • - 9B a sectional view along the section plane AA from the 5 on the one-way fluid guide assembly, with hatching omitted for clarity;
  • - 10 an isometric section view along the section plane CC 6 to the one-way fluid guide assembly, with details C, D and E;
  • - 11 an enlarged isometric sectional view along section plane CC of the left side of the disposable fluid guide assembly 10 , with the detail F;
  • - 12 an enlarged isometric sectional view along section plane CC of the right side of the disposable fluid guide assembly 10 ;
  • - 13 an isometric sectional view of detail F from 11 , detail F showing an enlarged cross-sectional view of a throttle section;
  • - 14 an isometric top view of detail A from 7 , detail A showing an enlarged underside view of the throttle section;
  • - 15 an isometric top view of detail C from 10 , the detail showing a valve at an interface between fluid channel and sample channel, with the section plane DD;
  • - 16A and 16B Sectional views along the section planes D1-D1 ( 16A) or D2-D2 ( 16B) out of 15 of the valve 15 as well as 16C an isometric sectional view along the section plane D2-D2 15 ;
  • - 17A and 17B Details D and E from 10 , where detail D shows an enlarged view of a fluid channel valve and detail E shows an enlarged view of a fluid channel valve and a flush valve;
  • - 18A and 18B an isometric sectional view of two embodiments of the fluid channel valve from 17B ;
  • - 19 an isometric sectional view along the section plane BB 5 on a sealing element and the lower part underneath;
  • - 20 in a schematic flow diagram the process steps for producing the disposable fluid guide assembly from Figure from the 4 to 19 ;
  • - 21A and 21B an isometric view of a sensor element holder, with and without a sensor element, with the section plane EE;
  • - 22A and 22B a front view of one of the two end faces of the sensor element holder from the 21A and 21B , with the cutting plane FF,
  • - 22C a sectional view along the section plane EE 21A ;
  • - 23 a sectional view along the section plane FF 22A on the sensor element holder;
  • - 24 an isometric view of a combination of the disposable fluid guide assembly 4 , as well as the sensor element holder with sensor element made of 21A , with the cutting plane GG;
  • - 25 a sectional view along the section plane GG 24 the combination of disposable fluid guide assembly and sensor element holder made of 24 ;
  • - 26 a sectional view of the sensor element holder 21A with a centering unit in an uncoupled state;
  • - 27 another sectional view of the sensor element holder 21A and the centering unit 26 in a coupled state;
  • - 28 an isometric view of a base block with centering elements as part of the centering unit from the 26 and 27 , with the cutting plane HH;
  • - 29 a sectional view along the section plane HH 28 , which shows the centering elements;
  • - 30 an isometric representation of a container as a temperature control unit and centering unit for accommodating the disposable fluid guide assembly from 4 , with sensor element blocks and fluid inlet blocks, with section plane II;
  • - 31 a sectional view along section plane II from the 30 through the container;
  • - 32 an isometric view of a fluid inlet block from 30 , with the cutting plane JJ;
  • - 33 a sectional view along the section plane JJ 32 of the fluid inlet block, with the section plane KK;
  • - 34 a sectional view along the section plane KK 32 ;
  • - 35 an isometric view of a pneumatic unit with a drive unit;
  • - 36 an isometric view of the underside of the pneumatic unit from 35 ;
  • - 37 a schematic flow diagram of the method steps for a method according to the invention for conditioning a sensor element for protein defect detection and for applying a sample to the sensor element; and
  • - 38 a schematic flow diagram of the method steps for a method according to the invention for guiding fluid over a sensor element surface for conditioning and/or for applying a blood sample.

1 zeigt eine Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 zur Analyse von Proteindefekten in einer Blutprobe. 1 shows a protein defect diagnostic device 10 for analyzing protein defects in a blood sample.

Dazu weist die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 eine mikrofluidische Vorrichtung 12 auf, die dazu eingerichtet ist, eine Oberfläche eines Sensorelements für die Proteindefekterkennung zu konditionieren und/oder einen Probenauftrag auf eine konditionierte Oberfläche durchzuführen.For this purpose, the protein defect diagnostic device 10 comprises a microfluidic device 12 which is configured to condition a surface of a sensor element for protein defect detection and/or to apply a sample to a conditioned surface.

In der Ausführungsform gemäß 1 ist die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 mit der mikrofluidischen Vorrichtung 12 dazu eingerichtet, sowohl eine Oberfläche eines Sensorelements für die Proteindefekterkennung zu konditionieren als auch einen Probenauftrag auf die konditionierte Oberfläche durchzuführen. Zu betonen ist, dass es aber auch möglich ist, die Oberfläche in einer entsprechend wie in den Figuren dargestellten, auf nur die Konditionierung reduzierten Vorrichtung zu konditionieren und in einer ebenfalls entsprechend nur auf den Auftrag und die Analyse der Blutprobe entsprechend limitieren, eigenen Vorrichtung die Blutprobe auf Proteindefekte hin zu untersuchen.In the embodiment according to 1 The protein defect diagnostic device 10 with the microfluidic device 12 is configured to both condition a surface of a sensor element for protein defect detection and to apply a sample to the conditioned surface. It should be emphasized, however, that it is also possible to condition the surface in a device reduced to conditioning only, as shown in the figures, and to examine the blood sample for protein defects in a separate device, likewise limited to the application and analysis of the blood sample.

Vorliegend umfasst die mikrofluidische Vorrichtung 12 eine Pneumatikeinheit 14 und eine erste Mediendosiereinheit 16 sowie eine zweite Mediendosiereinheit 18, wobei die Pneumatikeinheit 14 jeweils mit der ersten und der zweiten Mediendosiereinheit 16, 18 reversibel koppelbar und dazu eingerichtet ist, diese abwechselnd mit Über- oder Unterdruck oder Umgebungsdruck zu beaufschlagen.In the present case, the microfluidic device 12 comprises a pneumatic unit 14 and a first media dosing unit 16 as well as a second media dosing unit 18, wherein the pneumatic unit 14 can be reversibly coupled to the first and the second media dosing unit 16, 18 and is configured to alternately apply overpressure or underpressure or ambient pressure to them.

Eine reversible Kopplung von jeweils zwei Komponenten ist in 1 mit einem doppelten Pfeil hervorgehoben.A reversible coupling of two components is possible in 1 highlighted with a double arrow.

Ferner umfasst die mikrofluidische Vorrichtung 12 eine erste Blutprobenaufnahme 20 und eine zweite Blutprobenaufnahme 22, die jeweils mit der Pneumatikeinheit 14 reversibel koppelbar sind, sodass die Pneumatikeinheit 14 die erste Blutprobenaufnahme 20 sowie die zweite Blutprobenaufnahme 22 abwechselnd mit Über- und Unterdruck beaufschlagen kann.Furthermore, the microfluidic device 12 comprises a first blood sample receptacle 20 and a second blood sample receptacle 22, which can each be reversibly coupled to the pneumatic unit 14, so that the pneumatic unit 14 can alternately apply overpressure and underpressure to the first blood sample receptacle 20 and the second blood sample receptacle 22.

Zudem weist die mikrofluidische Vorrichtung 12 wenigstens eine Interaktionskammer 24 auf, die abschnittsweise durch ein Sensorelement 26 auf einer Seite geschlossen wird.In addition, the microfluidic device 12 has at least one interaction chamber 24, which is partially closed by a sensor element 26 on one side.

Das Sensorelement 26 ist in einem Sensorelementhalter 28 aufgenommen und an ihm befestigt, sodass eine Oberfläche 30 des Sensorelements 26 die Interaktionskammer 24 auf einer Seite (hier der Unterseite), d.h. abschnittsweise verschließt.The sensor element 26 is received in a sensor element holder 28 and fastened thereto, so that a surface 30 of the sensor element 26 closes the interaction chamber 24 on one side (here the underside), i.e. in sections.

Die Interaktionskammer 24 ist sowohl mit der ersten und zweiten Mediendosiereinheit 16, 18 als auch mit der ersten und zweiten Blutprobenaufnahme 20, 22 reversibel koppelbar. Im gekoppelten Zustand ist die Interaktionskammer 24 mit den ersten und zweiten Mediendosiereinheiten und der ersten und zweiten Blutprobenaufnahme 20, 22 abhängig von Schaltstellungen einiger nachfolgend noch vorgestellten Ventilen fluidisch verbunden.The interaction chamber 24 can be reversibly coupled to the first and second media dosing units 16, 18 as well as to the first and second blood sample receptacles 20, 22. In the coupled state, the interaction chamber 24 is fluidically connected to the first and second media dosing units and the first and second blood sample receptacles 20, 22 depending on the switching positions of some valves presented below.

Folglich stellt die Interaktionskammer 24 einen definierten Bereich in der mikrofluidischen Vorrichtung 12 bereit, in dem wenigstens ein Konditionierungsfluid und/oder Probenfluid mit der Oberfläche 30 des Sensorelements 26 interagieren kann. Details zu dem Konditionierungsfluid und Probenfluid sowie der Oberfläche 30 des Sensorelements 26 werden nachfolgend noch erläutert.Consequently, the interaction chamber 24 provides a defined area in the microfluidic device 12 in which at least one conditioning fluid and/or sample fluid can interact with the surface 30 of the sensor element 26. Details regarding the conditioning fluid and sample fluid, as well as the surface 30 of the sensor element 26, will be explained below.

Je nach Anwendungszweck der Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 weist die mikrofluidische Vorrichtung 12 also entweder alle oder nur einen Teil der vorgenannten Komponenten auf. Ist die mikrofluidische Vorrichtung 12 beispielsweise einzig auf das Konditionieren des Sensorelements 26 gerichtet, dann entfallen die erste und zweite Blutprobenaufnahme 20, 22. In der Interaktionskammer 24 findet dann lediglich die Konditionierung des Sensorelements 26 statt.Depending on the intended application of the protein defect diagnostic device 10, the microfluidic device 12 comprises either all or only some of the aforementioned components. For example, if the microfluidic device 12 is solely intended for conditioning the sensor element 26, the first and second blood sample intakes 20, 22 are omitted. Only the conditioning of the sensor element 26 then takes place in the interaction chamber 24.

Ist die mikrofluidische Vorrichtung 12 hingegen mit der mikrofluidischen Vorrichtung 12 einzig auf die Analyse zur Proteindefekterkennung einer Blutprobe ausgerichtet, dann entfallen die erste und zweite Mediendosiereinheit 16, 18. In der Interaktionskammer 24 findet dann lediglich der Probenauftrag auf das Sensorelement 26 statt.However, if the microfluidic device 12 is solely designed for analysis of a blood sample for protein defect detection, the first and second media dosing units 16, 18 are omitted. In the interaction chamber 24, only the sample application to the sensor element 26 takes place.

In den beiden vorgenannten Fällen bleiben die Interaktionskammer 24 und die Pneumatikeinheit 14 erhalten.In the two aforementioned cases, the interaction chamber 24 and the pneumatic unit 14 remain.

Es ist aber auch, wie in den Figuren dargestellt, eine Kombination der vorgenannten Ausführungen denkbar, sodass die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 mit der mikrofluidischen Vorrichtung 12 dazu eingerichtet ist, zuerst ein Verfahren zum Konditionieren des Sensorelements 26 durchzuführen und im Anschluss daran ein Verfahren zum Probenauftrag eines Probenfluids auf das Sensorelement 26. Dazu sind dann die ersten und zweiten Mediendosiereinheiten 16, 18 sowie die ersten und zweiten Blutprobenaufnahmen 20, 22 vorgesehen.However, as shown in the figures, a combination of the aforementioned embodiments is also conceivable, so that the protein defect diagnostic device 10 with the microfluidic device 12 is configured to first carry out a method for conditioning the sensor element 26 and subsequently a method for applying a sample fluid to the sensor element 26. For this purpose, the first and second media dosing units 16, 18 and the first and second blood sample receptacles 20, 22 are then provided.

Unabhängig von den oben genannten Ausführungsformen der mikrofluidischen Vorrichtung 12 können einige der vorgenannten Komponenten wenigstens teilweise in eine Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 integriert sein, wie sie z.B. in den 4 bis 8 dargestellt sind, wobei dies nicht einschränkend zu verstehen ist.Independently of the above-mentioned embodiments of the microfluidic device 12, some of the aforementioned components may be at least partially integrated into a disposable fluid guide assembly 32, as shown, for example, in the 4 to 8 are shown, although this is not to be understood as limiting.

In der in 2 gezeigten Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung 12 sind die ersten und zweiten Mediendosiereinheiten 16, 18 außerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 angeordnet und die ersten und zweiten Blutprobenaufnahmen 20, 22 sind in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 integriert, wobei die Interaktionskammer 24 ebenfalls in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 integriert ist. Diese Ausführungsform wird weiter unten in der Beschreibung anhand der 4 bis 19 im Detail erörtert.In the 2 In the embodiment of the microfluidic device 12 shown, the first and second media dosing units 16, 18 are arranged outside the disposable fluid guide assembly 32 and the first and second blood sample receptacles 20, 22 are integrated into the disposable fluid guide assembly 32, wherein the interaction chamber 24 is also integrated into the disposable fluid guide assembly 32. This embodiment will be described further below with reference to 4 to 19 discussed in detail.

Die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 gemäß 1 umfasst ferner eine Optikeinheit 34, um Proteindefekte in einer Blutprobe zu analysieren.The protein defect diagnosis device 10 according to 1 further comprises an optical unit 34 to analyze protein defects in a blood sample.

Die Optikeinheit 34 umfasst eine IR-Quelle 36 und einen IR-Detektor 38, die beide in einem gemeinsamen Optikgehäuse 40 angeordnet sind. Die IR-Quelle 36 ist dazu eingerichtet, IR-Strahlen zu erzeugen, und der IR-Detektor 40 ist dazu eingerichtet, die von der IR-Quelle 36 erzeugten IR-Strahlen zu messen. Ferner sind die IR-Quelle 36 und der IR-Detektor 38 über einen Strahlengang 42, der durch die Interaktionskammer 24 führt, strahlungsmäßig verbunden.The optical unit 34 comprises an IR source 36 and an IR detector 38, both arranged in a common optical housing 40. The IR source 36 is configured to generate IR rays, and the IR detector 40 is configured to measure the IR rays generated by the IR source 36. Furthermore, the IR source 36 and the IR detector 38 are radiation-connected via a beam path 42 that leads through the interaction chamber 24.

Grundsätzlich ist die Optikeinheit 34 dazu eingerichtet, über den Strahlengang 42 auf den IR-Detektor 40 einen, von der IR-Quelle 36 erzeugten IR-Strahl auf das Sensorelement 26 zu leiten, um ein IR-Spektrum von der Oberfläche 30 des Sensorelements 26 aufzunehmen.Basically, the optical unit 34 is configured to direct an IR beam generated by the IR source 36 onto the sensor element 26 via the beam path 42 onto the IR detector 40 in order to record an IR spectrum from the surface 30 of the sensor element 26.

Zur Justierung des IR-Strahls können entlang des Strahlengangs 42 mehrere Spiegelelemente 44 vorgesehen sein, die den IR-Strahl aus dem Optikgehäuse 40 auf die Oberfläche 30 des Sensorelements 26 reflektieren und von dort aus wieder zurück in das Optikgehäuse 40 auf den IR-Detektor 38.To adjust the IR beam, several mirror elements 44 can be provided along the beam path 42, which reflect the IR beam from the optics housing 40 onto the surface 30 of the sensor element 26 and from there back into the optics housing 40 onto the IR detector 38.

Des Weiteren umfasst die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 eine Ansteuereinheit 46 (siehe 2), mit einer Steuerung 48 und einer Auswerteeinheit 50, die beide in einem Technikgehäuse 52 untergebracht sind.Furthermore, the protein defect diagnostic device 10 comprises a control unit 46 (see 2 ), with a controller 48 and an evaluation unit 50, both of which are housed in a technical housing 52.

Die Steuerung 48 und die Auswerteeinheit 50 sind untereinander sowie jeweils zu der Pneumatikeinheit 14 signalübertragend verbunden, um die von der Pneumatikeinheit 14 bereitgestellte Druckluftversorgung anzusteuern. Dafür kann die Auswerteeinheit 50 von der Pneumatikeinheit 14 bestimmte Signale in Form von Parametern und/oder Messdaten empfangen, wobei die Auswerteeinheit 50 auf Grundlage dieser Parameter und/oder Messdaten ein Ansteuerungssignal an die Steuerung 48 übermittelt. Basierend auf dem Ansteuerungssignal kann die Steuerung 48 die Pneumatikeinheit 14 ansteuern.The controller 48 and the evaluation unit 50 are connected to each other and to the pneumatic unit 14 in a signal-transmitting manner in order to control the compressed air supply provided by the pneumatic unit 14. For this purpose, the evaluation unit 50 can receive certain signals from the pneumatic unit 14 in the form of parameters and/or measurement data, wherein the evaluation unit 50 transmits a control signal to the controller 48 based on these parameters and/or measurement data. Based on the control signal, the controller 48 can control the pneumatic unit 14.

Insbesondere kann die Auswerteeinheit 50 Signale von Detektionseinheiten empfangen, die wenigstens einen strömungsrelevanten Parameter in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 überwachen und an die Auswerteeinheit 50 weiterleiten können. Der strömungsrelevante Parameter kann eine Strömungsrichtung eines Fluids, Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids, Fluidvolumen pro Zeiteinheit sowie die Art des Fluids, also flüssig oder gasförmig, sein.In particular, the evaluation unit 50 can receive signals from detection units that monitor at least one flow-relevant parameter in the disposable fluid guide assembly 32 and forward it to the evaluation unit 50. The flow-relevant parameter can be a flow direction of a fluid, a flow velocity of a fluid, a fluid volume per unit of time, and the type of fluid, i.e., liquid or gaseous.

Das Ansteuerungssignal kann beispielsweise ein Signal zum Anlegen von Über- oder Unterdruck an die ersten und zweiten Mediendosiereinheiten 16, 18 sowie die ersten und zweiten Blutprobenaufnahmen 20, 22 sein.The control signal can, for example, be a signal for applying overpressure or negative pressure to the first and second media dosing units 16, 18 and the first and second blood sample receptacles 20, 22.

Wie weiter in 2 zu erkennen ist, umfasst die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 ferner eine Antriebseinheit 54, die dazu eingerichtet ist, die Pneumatikeinheit 14 mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 reversibel zu koppeln. Details zu der Antriebseinheit 54 werden weiter unten in der Beschreibung erläutert.How to continue in 2 As can be seen, the protein defect diagnostic device 10 further comprises a drive unit 54 configured to reversibly couple the pneumatic unit 14 to the disposable fluid guide assembly 32. Details of the drive unit 54 are explained further below in the description.

Die Antriebseinheit ist ein reversibler Linearantrieb, der motorisch oder, wie hier gezeigt, manuell verfahrbar ist.The drive unit is a reversible linear drive that can be moved by motor or, as shown here, manually.

Zudem ist eine Zentriereinheit 56 in der Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 vorgesehen, die mit dem Sensorelementhalter 28 reversibel koppelbar ist, sodass der Sensorelementhalter 28 zum Strahlengang 42 ausgerichtet werden kann, wie in 2 gezeigt. Diese wird ebenfalls weiter unten in der Beschreibung im Zusammenhang mit den 26 bis 29 erläutert.In addition, a centering unit 56 is provided in the protein defect diagnostic device 10, which can be reversibly coupled to the sensor element holder 28 so that the sensor element holder 28 can be aligned with the beam path 42, as shown in 2 This will also be shown further down in the description in connection with the 26 to 29 explained.

Zusätzlich weist die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10, wie in 2 zu erkennen ist, eine Temperiereinheit 58 auf, die mit der Rückseite des Sensorelementhalters 28 in Kontakt bringbar ist und dazu eingerichtet ist, im gekoppelten Zustand das Sensorelement 26 über den Sensorelementhalter 28 auf eine vorbestimmte Temperatur zu temperieren. Details zu der Temperiereinheit 58 werden weiter unten in der Beschreibung im Zusammenhang mit 31 erläutert.In addition, the protein defect diagnostic device 10, as shown in 2 can be seen, a temperature control unit 58 which can be brought into contact with the back of the sensor element holder 28 and is designed, in the coupled state, to temperature-control the sensor element 26 via the sensor element holder 28 to a predetermined temperature. Details of the temperature control unit 58 are described further below in connection with 31 explained.

Nachfolgend wird der Fluidschaltplan einer Fluidführung in der mikrofluidischen Vorrichtung 12 im Detail erläutert. Hierzu wird auf 3 verwiesen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird.The fluid circuit diagram of a fluid guide in the microfluidic device 12 is explained in detail below. 3 which are referred to below.

Der Fluidschaltplan der Fluidführung in 3 ist in verschiedene Abschnitte unterteilt, die jeweils den vorgenannten Komponenten entsprechen. In der Mitte des Schaltplans ist die Fluidführung innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 dargestellt. Die Fluidführung der ersten und zweiten Blutprobenaufnahmen 20, 22 ist in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 integriert. Auf der linken Seite davon ist die Fluidführung der ersten Mediendosiereinheit 16 und rechts davon ist die Fluidführung der zweiten Mediendosiereinheit 18 abgebildet. Oben im Schaltplan ist die Schaltung der Druckluft innerhalb der Pneumatikeinheit 14 wiedergegeben.The fluid circuit diagram of the fluid flow in 3 is divided into various sections, each corresponding to the aforementioned components. The fluid routing within the disposable fluid routing assembly 32 is shown in the center of the circuit diagram. The fluid routing of the first and second blood sample receptacles 20, 22 is integrated into the disposable fluid routing assembly 32. On the left side of this is the fluid routing of the first media dosing unit 16, and on the right side of this is the fluid routing of the second media dosing unit 18. The compressed air circuit within the pneumatic unit 14 is shown at the top of the circuit diagram.

Die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 befindet sich mit den ersten und zweiten Mediendosiereinheiten 16, 18 sowie mit der Pneumatikeinheit 14 in einem gekoppelten Zustand.The disposable fluid guide assembly 32 is in a coupled state with the first and second media dosing units 16, 18 and with the pneumatic unit 14.

Zunächst wird auf die Fluidführung innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 eingegangen.First, the fluid guidance within the disposable fluid guidance assembly 32 is discussed.

Innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 sind mehrere nachfolgend noch erläuterte Fluidkanäle vorgesehen, die über mehrere Ventile geschaltet werden können. Sofern nicht anders erläutert ist, handelt es sich bei den nachfolgend beschriebenen Ventilen stets um Sperrventile, hier Membranventile, die mittels Über- oder Unterdruck betätigt werden können. Insbesondere sind die Sperrventile dazu ausgelegt, den Durchfluss in einem Fluidkanal bzw. einen Fluidkanalabschnitt vollständig zu sperren oder vollständig zu freizugeben.Within the one-way fluid guide assembly 32, several fluid channels are provided, which will be explained below and can be switched via several valves. Unless otherwise stated, the valves described below are always check valves, in this case diaphragm valves, which can be actuated by positive or negative pressure. In particular, the check valves are designed to completely block or completely open the flow in a fluid channel or a fluid channel section.

Die Sperrventile sind insbesondere nicht dazu ausgelegt, die Durchflussmenge zu regeln. Stattdessen wird die Durchflussmenge von der Pneumatikeinheit 14 durch das Anlegen von Über- oder Unterdruck an die ersten und zweite Mediendosiereinheiten 16, 18 sowie an die ersten und zweiten Blutprobenaufnahmen 20, 22 gesteuert.In particular, the check valves are not designed to regulate the flow rate. Instead, the flow rate is controlled by the pneumatic unit 14 by applying positive or negative pressure to the first and second media dosing units 16, 18 and to the first and second blood sample receptacles 20, 22.

In der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 ist mittig die Interaktionskammer 24 angeordnet, wobei an einem ersten Ende 66 der Interaktionskammer 24 eine erste Fluidöffnung 68 und an einem dazu entgegengesetzten zweiten Ende 70 eine zweite Fluidöffnung 72 vorgesehen ist. Am ersten Ende 66 mündet ein erster Fluidkanal 74, der über zumindest ein Fluidkanalventil 76 wahlweise mit der Interaktionskammer 24 strömungsmäßig verbunden ist. Am zweiten Ende 70 mündet hingegen ein zweiter Fluidkanal 78, der über ein zweites Fluidkanalventil 80 mit der Interaktionskammer 24 strömungsmäßig verbunden ist.The interaction chamber 24 is arranged centrally in the one-way fluid guide assembly 32, with a first fluid opening 68 being provided at a first end 66 of the interaction chamber 24 and a second fluid opening 72 being provided at an opposite second end 70. A first fluid channel 74 opens at the first end 66 and can be selectively connected to the interaction chamber via at least one fluid channel valve 76. chamber 24. At the second end 70, however, a second fluid channel 78 opens, which is fluidly connected to the interaction chamber 24 via a second fluid channel valve 80.

Wie in 3 gezeigt ist, können aber auch mehrere Interaktionskammern 24 vorliegen, von denen aus sich mehrere erste Fluidkanäle 74 sowie zweite Fluidkanäle 78 erstreckt, wobei jeder Interaktionskammer 24 nur ein erster Fluidkanal 74 und nur ein zweiter Fluidkanal 78 zugeordnet ist.As in 3 As shown, however, there may also be a plurality of interaction chambers 24 from which a plurality of first fluid channels 74 and second fluid channels 78 extend, wherein each interaction chamber 24 is assigned only a first fluid channel 74 and only a second fluid channel 78.

In 3 sind teilweise nicht alle, sondern nur beispielhaft einige Leitungen, Kanäle, Ventile, Kammern usw. mit Bezugszeichen versehen, wenn es sich um schlatungstechnisch parallelgeschaltete Einheiten handelt, um die Übersichtlichkeit zu verbessern.In 3 In order to improve clarity, not all lines, channels, valves, chambers, etc. are provided with reference symbols, but only some examples, if they are units connected in parallel.

Nun wird auf die Fluidführung zwischen der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 und der ersten Mediendosiereinheit 16 eingegangen.The fluid guide between the disposable fluid guide assembly 32 and the first media dosing unit 16 will now be discussed.

Auf dem Schaltplan der Fluidführung ist ferner zu erkennen, dass die erste Mediendosiereinheit 16 mit dem ersten Fluidkanal 74 (hier allen ersten Fluidkanälen 74) an dem ersten Ende 66 der Interaktionskammer 24 über zumindest das zugehörige Fluidkanalventil 76 wahlweise strömungsmäßig verbunden ist.The circuit diagram of the fluid guide also shows that the first media dosing unit 16 is optionally fluidically connected to the first fluid channel 74 (here all first fluid channels 74) at the first end 66 of the interaction chamber 24 via at least the associated fluid channel valve 76.

Genauer betrachtet hat die erste Mediendosiereinheit 16 einen ersten Medienkanal 88, vorliegend mehrere erste Medienkanäle 88, der über ein zugeordnetes erstes Medienventil 90 wahlweise mit dem ersten Fluidkanal 74 oder den mehreren ersten Fluidkanälen 74 reversibel koppelbar ist, wobei im gekoppelten Zustand eine fluidische Verbindung vorliegt.More precisely, the first media dosing unit 16 has a first media channel 88, in this case a plurality of first media channels 88, which can be reversibly coupled via an associated first media valve 90 selectively to the first fluid channel 74 or the plurality of first fluid channels 74, wherein in the coupled state a fluidic connection is present.

Wie in 3 weiter gezeigt ist, können aber auch mehrere erste Medienkanäle 88 vorliegen, die über erste Medienventile 90 mit dem ersten Fluidkanal 74 oder den ersten Fluidkanälen 74 reversibel koppelbar sind, d.h. jeder Medienkanal hat sein eigenes Medienventil 90.As in 3 As shown further, there may also be a plurality of first media channels 88 which can be reversibly coupled to the first fluid channel 74 or the first fluid channels 74 via first media valves 90, ie each media channel has its own media valve 90.

Ferner weist die erste Mediendosiereinheit 16 wenigstens einen ersten Vorratsbehälter 94 auf, in den der erste Medienkanal 88 mündet bzw. von dem aus sich der erste Medienkanal 88 erstreckt.Furthermore, the first media dosing unit 16 has at least one first storage container 94 into which the first media channel 88 opens or from which the first media channel 88 extends.

Beispielsweise kann der erste Vorratsbehälter 94 ein Flüssigkeitstank sein.For example, the first reservoir 94 may be a liquid tank.

In dem ersten Vorratsbehälter 94 ist ein Konditionierungsfluid 96 bevorratet, wobei das Konditionierungsfluid 96 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus destilliertem Wasser, Isopropanol, Spülfluid, PDS, NaPi, MEA, Antikörperfluid, TBS, verschiedener Linkerfluide, wie Linker auf Basis von Silanen oder Thiolethern, sowie Tbd.A conditioning fluid 96 is stored in the first storage container 94, wherein the conditioning fluid 96 is selected from the group consisting of distilled water, isopropanol, rinsing fluid, PDS, NaPi, MEA, antibody fluid, TBS, various linker fluids, such as linkers based on silanes or thiol ethers, and Tbd.

Bevorzugt ist eine Gruppe erster Vorratsbehälter 94 vorgesehen, wobei sich von jedem Vorratsbehälter 94 wenigstens ein, als erster Medienkanal 88 dienender Fluidkanal erstreckt. Es sind auch hier zur besseren Übersichtlichkeit nur einige Medienkanäle 88 mit Bezugszeichen versehen. Medienkanäle 88 bilden gleichzeitig Fluidkanäle.Preferably, a group of first storage containers 94 is provided, with at least one fluid channel serving as the first media channel 88 extending from each storage container 94. For clarity, only a few media channels 88 are provided with reference numerals. Media channels 88 simultaneously form fluid channels.

Bevorzugt ist in jedem Vorratsbehälter 94 ein unterschiedliches Konditionierungsfluid 96 angeordnet, so dass mehrere der oben aufgeführten Konditionierungsfluide vorgesehen sein können.Preferably, a different conditioning fluid 96 is arranged in each storage container 94, so that several of the conditioning fluids listed above can be provided.

Genauer betrachtet ist zwischen den ersten Medienkanälen 88 und den ersten Vorratsbehältern 94 ein Abschnitt vorgesehen, in dem die ersten Medienkanäle 88 als erste Fluidleitungen 100 in Form von Schläuchen oder Rohren ausgebildet sind (siehe auch 2).More precisely, a section is provided between the first media channels 88 and the first storage containers 94, in which the first media channels 88 are designed as first fluid lines 100 in the form of hoses or pipes (see also 2 ).

Die erste Fluidleitung 100 kann jeweils in ihren Vorratsbehälter 94 hinein und bis in das darin befindliche Konditionierungsfluid 96 ragen.The first fluid line 100 can extend into its storage container 94 and into the conditioning fluid 96 contained therein.

Zudem ist der ersten Mediendosiereinheit 16 wenigstens ein erstes Medienansteuerventil 104 in der Pneumatikeinheit 14 zugeordnet, das dazu eingerichtet ist, die ersten Vorratsbehälter 94 mit Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen, um das darin befindliche Konditionierungsfluid 96 in oder aus den ersten Vorratsbehälter 94 zu pumpen.In addition, at least one first media control valve 104 in the pneumatic unit 14 is assigned to the first media dosing unit 16, which is configured to apply overpressure or underpressure to the first storage containers 94 in order to pump the conditioning fluid 96 contained therein into or out of the first storage container 94.

Beispielsweise kann jeder erste Vorratsbehälter 94 mit einer Membran (hier nicht gezeigt) versehen sein, die gasdurchlässig, aber flüssigkeitsdicht ausgeführt ist, sodass das erste Medienansteuerventil 104 an die Membran ankoppeln und das Innere des ersten Vorratsbehälters 94 mit Über- oder Unterdruck beaufschlagen kann.For example, each first reservoir 94 may be provided with a membrane (not shown here) that is gas-permeable but liquid-tight, so that the first media control valve 104 can couple to the membrane and apply overpressure or underpressure to the interior of the first reservoir 94.

Wie in 3 weiter gezeigt ist, sind erste Medienansteuerventile 104 vorgesehen, um die ersten Vorratsbehälter 94 mit Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen. Im gezeigten Schaltplan in 3 sind insgesamt vier Medienansteuerventile 104 vorgesehen, die jeweils über eine erste Pneumatikleitung 108 mit wenigstens einem ersten Vorratsbehälter 94 strömungsmäßig verbunden sind.As in 3 As further shown, first media control valves 104 are provided to apply overpressure or underpressure to the first storage containers 94. In the circuit diagram shown in 3 A total of four media control valves 104 are provided, each of which is fluidly connected to at least one first storage container 94 via a first pneumatic line 108.

Vorliegend verbinden erste Pneumatikleitungen 108 die ersten Vorratsbehältern 94 mit den ersten Medienansteuerventilen 104.In the present case, first pneumatic lines 108 connect the first storage containers 94 with the first media control valves 104.

Bei jeder ersten Pneumatikleitung 108 kann es sich beispielsweise um einen Schlauch oder ein Rohr handeln, der/das dazu ausgelegt ist, einen Über- oder Unterdruck standzuhalten.Each first pneumatic line 108 can be, for example, a hose or a Pipe designed to withstand overpressure or underpressure.

Die erste Mediendosiereinheit 16 umfasst ferner einen singulären ersten Mediensammelkanal 112, in dem sich die Gruppe erster Medienkanäle 92 nach den Medienventilen 90 vereinigt, und der über einen zentralen Medienanschluss 114 mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 reversibel koppelbar ist.The first media dosing unit 16 further comprises a singular first media collection channel 112, in which the group of first media channels 92 are united after the media valves 90, and which can be reversibly coupled to the disposable fluid guide assembly 32 via a central media connection 114.

Ferner verbindet der zentrale Medienanschluss 114 den ersten Mediensammelkanal 112 der ersten Mediendosiereinheit 16 fluidisch mit einem, in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 vorgesehenen ersten Verteilerkanal 116.Furthermore, the central media connection 114 fluidically connects the first media collection channel 112 of the first media dosing unit 16 to a first distribution channel 116 provided in the disposable fluid guide assembly 32.

Von dem ersten Verteilerkanal 116 zweigen sich die ersten Fluidkanäle 74 ab. Insofern ist der erste Verteilerkanal 116 über je ein zugeordnetes erstes Fluidkanalventil 76 mit der zugeordneten Interaktionskammer 24 und damit mit allen Interaktionskammern 24 fluidisch verbunden.The first fluid channels 74 branch off from the first distribution channel 116. Thus, the first distribution channel 116 is fluidically connected to the associated interaction chamber 24 and thus to all interaction chambers 24 via an associated first fluid channel valve 76.

Eine Option sieht vor, dass die einem Ende der Interaktionskammern zugeordneten Fluidkanäle 74 oder Gruppen von diesen Fluidkanälen 74 von dem gemeinsamen Verteilerkanal 116 oder mehreren Verteilerkanälen abzweigen, der zu einem zentralen Medienanschluss 114 führt. Dies gilt nachfolgend auch für die zweiten Fluidkanäle, die ebenfalls in Gruppen zu einem gemeinsamen oder mehreren Verteilerkanälen führen können.One option provides that the fluid channels 74 or groups of these fluid channels 74 assigned to one end of the interaction chambers branch off from the common distribution channel 116 or several distribution channels, which lead to a central media connection 114. This also applies below to the second fluid channels, which can also lead in groups to one common distribution channel or several distribution channels.

Nachfolgend wird näher auf die Fluidführung der zweiten Mediendosiereinheit 18 eingegangen.The fluid guidance of the second media dosing unit 18 is discussed in more detail below.

Auf dem Schaltplan ist zu erkennen, dass die zweite Mediendosiereinheit 18 mit dem zweiten Fluidkanal 78 an dem zweiten Ende 70 jeder Interaktionskammer 24 über zumindest das jeweils zugeordnete zweite Fluidkanalventil 80 wahlweise strömungsmäßig verbunden ist.The circuit diagram shows that the second media dosing unit 18 is optionally fluidically connected to the second fluid channel 78 at the second end 70 of each interaction chamber 24 via at least the respectively associated second fluid channel valve 80.

Die zweite Mediendosiereinheit 18 umfasst wenigstens einen zweiten, hier mehrere zweite Vorratsbehälter 118, die mit Konditionierungsfluid 96 befüllt sind . Jeder zweite Vorratsbehälter 118 kann genauso gestaltet sein wie der/die ersten Vorratsbehälter 94 der ersten Mediendosiereinheit 16.The second media dosing unit 18 comprises at least one second, here several second, storage containers 118, which are filled with conditioning fluid 96. Each second storage container 118 can be designed in the same way as the first storage container(s) 94 of the first media dosing unit 16.

Vorliegend sind wie gesagt mehrere zweite Vorratsbehälter 118 vorgesehen, wobei in jeden der zweiten Vorratsbehälter 118 ein zugeordneter zweiter Medienkanal 122 mündet bzw. von diesen aus weg erstreckt.In the present case, as stated, a plurality of second storage containers 118 are provided, wherein an associated second media channel 122 opens into each of the second storage containers 118 or extends away from them.

Besonders bevorzugt enthält jeder Vorratsbehälter 118 ein unterschiedliches Konditionierungsfluid 96. Die Vorratsbehälter 118 können aber zunächst auch leer sein, um ein Konditionierungsfluid von den ersten Vorratsbehältern 94 aufzunehmen. Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, dass die gleiche Anzahl von ersten und zweiten Vorratsbehältern 94 und 118 vorgesehen sind. Particularly preferably, each storage container 118 contains a different conditioning fluid 96. However, the storage containers 118 can also initially be empty in order to receive a conditioning fluid from the first storage containers 94. In principle, it is not necessary for the same number of first and second storage containers 94 and 118 to be provided.

Beispielsweise können mehr erste Vorratsbehälter 94 als zweite Vorratsbehälter 118 oder umgekehrt vorhanden sein.For example, there may be more first storage containers 94 than second storage containers 118 or vice versa.

Das Konditionierungsfluid ist erneut bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus destilliertem Wasser, Isopropanol, Spülfluid, PDS, NaPi, MEA, Antikörperfluid, TBS, verschiedener Linkerfluide, wie Linker auf Basis von Silanen oder Thiolethern, sowie Tb.The conditioning fluid is again preferably selected from the group consisting of distilled water, isopropanol, rinsing fluid, PDS, NaPi, MEA, antibody fluid, TBS, various linker fluids, such as linkers based on silanes or thiol ethers, and Tb.

In 3 ist jedem zweiten Vorratsbehälter 118 ein eigener zweiter Medienkanal 122 zugeordnet, der sich vom zweiten Vorratsbehälter 118 aus erstreckt.In 3 Each second storage container 118 is assigned its own second media channel 122, which extends from the second storage container 118.

Jeder der zweiten Medienkanäle 122 ist über ein eigenes zweites Medienventil 126 wahlweise mit dem zugeordneten zweiten Fluidkanal 78 reversibel koppelbar, wobei im gekoppelten Zustand eine fluidische Verbindung zwischen diesen vorliegt. Alternativ kann der Medienkanal 122 über zumindest ein Medienventil 126 wahlweise mit Gruppen von zweiten Fluidkanälen oder allen zweiten Fluidkanälen reversibel koppelbar sein.Each of the second media channels 122 can be reversibly coupled to the associated second fluid channel 78 via its own second media valve 126, with a fluidic connection being established between them in the coupled state. Alternatively, the media channel 122 can be reversibly coupled to groups of second fluid channels or to all second fluid channels via at least one media valve 126.

Die zweiten Medienventile 126 können insbesondere als Elektromagnetventile, sogenannte Lorentzkraftventile, ausgebildet sein, um die Durchflussmenge von den zweiten Medienkanälen 122 zu den zweiten Fluidkanälen 78 einzustellen. Bei Lorentzkraftventilen erzeugen Permanentmagnete ein konstantes Magnetfeld. Eine Spule im Ventilgehäuse bewegt sich innerhalb des Magnetfelds. Dadurch entsteht eine konstante Kraft, die eine Membran bewegt.The second media valves 126 can be designed, in particular, as electromagnetic valves, so-called Lorentz force valves, to adjust the flow rate from the second media channels 122 to the second fluid channels 78. In Lorentz force valves, permanent magnets generate a constant magnetic field. A coil in the valve housing moves within the magnetic field. This creates a constant force that moves a diaphragm.

Wie in 3 folglich gezeigt ist, kann jeder zweite Medienkanal 122 über sein zweites Medienventile 126 mit jedem zweiten Fluidkanal 78 reversibel koppelbar sein.As in 3 As shown, each second media channel 122 can be reversibly coupled to each second fluid channel 78 via its second media valve 126.

Genauer betrachtet haben die zweiten Medienkanäle 122 einen Abschnitt zu den zweiten Vorratsbehältern 118, in dem die zweiten Medienkanäle 122 als zweite Fluidleitungen 128 in Form von Schläuchen oder Rohren ausgebildet sind.More precisely, the second media channels 122 have a section to the second storage containers 118, in which the second media channels 122 are designed as second fluid lines 128 in the form of hoses or pipes.

Ferner können auch hier die zweiten Fluidleitungen 128 bis in die zweiten Vorratsbehälter 118 hinein und bis in das darin befindliche Konditionierungsfluid 96 ragen.Furthermore, here too, the second fluid lines 128 can extend into the second storage containers 118 and into the conditioning fluid 96 located therein.

Der zweiten Mediendosiereinheit 18 sind zweite Medienansteuerventile 132 zweiten zugeordnet, die jeweils über wenigstens eine Pneumatikleitung 136 mit den zweiten Vorratsbehältern 118 reversibel gekoppelt sind, um diese mit Unter- oder Überdruck zu beaufschlagen. Durch das Anlegen von Unter- oder Überdruck kann ein in den zweiten Vorratsbehältern 118 bevorratetes Konditionierungsfluid 96 aus diesem hinaus oder hineingepumpt werden.Second media control valves 132 are assigned to the second media dosing unit 18, each of which is reversibly coupled to the second storage containers 118 via at least one pneumatic line 136 in order to apply negative or positive pressure to them. By applying negative or positive pressure, a conditioning fluid 96 stored in the second storage containers 118 can be pumped into or out of the latter.

In der zweiten Mediendosiereinheit 18 ist ferner ein zweiter Mediensammelkanal 140 vorgesehen, in dem sich die zweiten Medienkanäle 122 vereinigen. Im Unterschied zu der Fluidführung in der ersten Mediendosiereinheit 16 spaltet sich der zweite Mediensammelkanal 140 in Richtung Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 wieder in zweite Medienkanäle 122 auf, die der Anzahl der zweiten Fluidkanäle 78 in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 entsprechen und jeweils mit einem Medienventil versehen sind.Furthermore, a second media collection channel 140 is provided in the second media dosing unit 18, in which the second media channels 122 merge. In contrast to the fluid guide in the first media dosing unit 16, the second media collection channel 140 splits again in the direction of the one-way fluid guide assembly 32 into second media channels 122, which correspond to the number of second fluid channels 78 in the one-way fluid guide assembly 32 and are each provided with a media valve.

Wie in 3 gezeigt ist, kann der zweite Mediensammelkanal 140 beispielsweise derart gestaltet sein, dass dieser die Anzahl der einkommenden und auskommenden zweiten Medienkanäle 120 verändert.As in 3 For example, as shown, the second media collection channel 140 may be configured to change the number of incoming and outgoing second media channels 120.

Darüber hinaus ist zwischen den zweiten Medienkanälen 122, die sich vom dem zweiten Mediensammelkanal 140 in Richtung Einweg-Fluidführungsbaugruppe abzweigen, und den zweiten Fluidkanälen 78 ein Abschnitt vorgesehen, in dem die zweiten Medienkanäle 122 ebenfalls als zweite Fluidleitungen 128 (z.B. Schläuche oder Rohre) ausgebildet sind.In addition, between the second media channels 122, which branch off from the second media collection channel 140 in the direction of the disposable fluid guide assembly, and the second fluid channels 78, a section is provided in which the second media channels 122 are also designed as second fluid lines 128 (e.g., hoses or pipes).

Wie in 3 weiter gezeigt ist, sind in diesem Abschnitt die zweiten Fluidleitungen 128 (sie bilden somit Abschnitte der zweiten Medienkanäle 122) jeweils über einen Medienanschluss 142 mit den zweiten Fluidkanälen 78 reversibel koppelbar ist.As in 3 As further shown, in this section the second fluid lines 128 (they thus form sections of the second media channels 122) can each be reversibly coupled to the second fluid channels 78 via a media connection 142.

Im Bereich der Medienanschlüsse 142 ist für jeden Fluidkanal 78 eine Volumenstrommesseinheit 144 vorgesehen.In the area of the media connections 142, a volume flow measuring unit 144 is provided for each fluid channel 78.

Zwischen der ersten Mediendosiereinheit 16 und der zweiten Mediendosiereinheit 18 ist ferner ein Bypasskanal 148 vorgesehen, der über ein Bypassventil 150 geschaltet werden kann. Genauer betrachtet erstreckt sich der Bypasskanal 148 vom ersten Mediensammelkanal 112 bis zu dem zweiten Mediensammelkanal 140 und verbindet beide fluidisch miteinander.Furthermore, a bypass channel 148 is provided between the first media dosing unit 16 and the second media dosing unit 18, which can be switched via a bypass valve 150. More precisely, the bypass channel 148 extends from the first media collection channel 112 to the second media collection channel 140 and fluidically connects the two.

Nachfolgend wird ein Strömungsweg eines der Konditionierungsfluide 96 zwischen der ersten Mediendosiereinheit 16 und der zweiten Mediendosiereinheit 18 beispielhaft beschrieben.A flow path of one of the conditioning fluids 96 between the first media dosing unit 16 and the second media dosing unit 18 is described below by way of example.

Das Konditionierungsfluid 96 ist zunächst in einem der ersten Vorratsbehälter 94 angeordnet. Dieser kann über das ihm zugeordnete erste Medienansteuerventil 104 mit Druck beaufschlagt werden, sodass das Konditionierungsfluid 96 aus dem Vorratsbehälter 94 und über die erste Fluidleitung 100 in den eigenen, ersten Medienkanal 88 gepumpt wird, in dem das Konditionierungsfluid 96 auf das erste Medienventil 90 trifft.The conditioning fluid 96 is initially arranged in one of the first reservoirs 94. This reservoir can be pressurized via the associated first media control valve 104, so that the conditioning fluid 96 is pumped from the reservoir 94 and via the first fluid line 100 into its own, first media channel 88, where the conditioning fluid 96 encounters the first media valve 90.

Nach dem Passieren des ersten Medienventils 90 strömt das Konditionierungsfluid 96 in den ersten Mediensammelkanal 112 ein und von dort über den zentralen Medienanschluss 114 in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32.After passing through the first media valve 90, the conditioning fluid 96 flows into the first media collection channel 112 and from there via the central media connection 114 into the one-way fluid guide assembly 32.

Über den zentralen Medienanschluss gelangt das Konditionierungsfluid 96 in den ersten Verteilerkanal 116 der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32.The conditioning fluid 96 enters the first distribution channel 116 of the disposable fluid guide assembly 32 via the central media connection.

Im Anschluss an den ersten Verteilerkanal 116 teilt sich das Konditionierungsfluid 96 auf die ersten Fluidkanäle 74 mit Fluidkanalventilen 76 auf. Nach dem Durchqueren der ersten Fluidkanäle 74 strömt das Konditionierungsfluid 96 in die jeweiligen Interaktionskammern 24 und aus diesen wieder hinaus in die zweiten Fluidkanäle 78.Following the first distribution channel 116, the conditioning fluid 96 is distributed among the first fluid channels 74 with fluid channel valves 76. After passing through the first fluid channels 74, the conditioning fluid 96 flows into the respective interaction chambers 24 and out of them again into the second fluid channels 78.

Am Ende jedes zweiten Fluidkanals 78 passiert das Konditionierungsfluid 96 das zweite Fluidkanalventil 80 und verlässt die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 über die Medienanschlüsse 142. Danach erreicht das Konditionierungsfluid 96 die Volumenstrommesseinheit 144 sowie die zweiten Fluidleitungen 128. Nach den zweiten Fluidleitungen 128 durchquert das Konditionierungsfluid 96 den zweiten Mediensammelkanal 140.At the end of every second fluid channel 78, the conditioning fluid 96 passes through the second fluid channel valve 80 and exits the one-way fluid guide assembly 32 via the media connections 142. The conditioning fluid 96 then reaches the volumetric flow measuring unit 144 and the second fluid lines 128. After the second fluid lines 128, the conditioning fluid 96 passes through the second media collection channel 140.

Für jedes Konditionierungsfluid 96 ist ein eigener, zweiter Vorratsbehälter 118 vorgesehen, so dass das zutreffende Medienventil 126 geöffnet wird, um das Konditionierungsfluid 96 in seinen zweiten Vorratsbehälter 118 eintreten zu lassen.A separate second reservoir 118 is provided for each conditioning fluid 96, so that the appropriate media valve 126 is opened to allow the conditioning fluid 96 to enter its second reservoir 118.

Während das Konditionierungsfluid 96 den eben beschriebenen Strömungsweg passiert, kann der zweite Vorratsbehälter 118 vom zweiten Medienansteuerventil 132 mit Unterdruck beaufschlagt werden, d.h. während der erste Vorratsbehälter 94 mit Überdruck beaufschlagt wird. Danach wird der eingangs beschriebene Strömungsweg von dem Konditionierungsfluid 96 wieder in umgekehrter Reihenfolge umgekehrt. Dazu müssen lediglich der zweite Vorratsbehälter 118 und der erste Vorratsbehälter 94 entsprechend mit Über- bzw. Unterdruck beaufschlagt werden.While the conditioning fluid 96 passes through the flow path just described, the second reservoir 118 can be pressurized with negative pressure by the second media control valve 132, i.e., while the first reservoir 94 is pressurized with positive pressure. The flow path of the conditioning fluid 96 described above is then reversed in the reverse order. To do this, only the second reservoir 118 and the first reservoir 94 must be pressurized with positive or negative pressure, respectively.

Jedes Konditionierungsfluid 96 kann also singulär durch Öffnen der entsprechenden Ventile zwischen seinen Vorratsbehältern 94, 118 reversibel hin und her durch alle Interaktionskammern 24 gepumpt werden.Each conditioning fluid 96 can thus be reversibly pumped back and forth through all interaction chambers 24 singularly by opening the corresponding valves between its storage containers 94, 118.

Nachfolgend werden die verbleibenden Kanäle und Ventile näher erläutert.The remaining channels and valves are explained in more detail below.

Die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 ist ferner mit einem ersten Spülkanal 152 ausgestattet, der sich von außerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 in diese hineinerstreckt und den ersten Fluidkanälen 74 zugeordnet ist, wobei jeder der ersten Fluidkanäle 74 mit dem ersten Spülkanal 152 über ein erstes Spülventil 154 strömungsmäßig verbunden ist. Genauer gesagt mündet der erste Spülkanal 152 mit seinem einen Ende in einem außerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 vorgesehenen Spülbehälter 156, in dem wenigstens ein Spülfluid 158 bevorratet ist, und der mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 reversibel koppelbar ist, und mit seinem anderen Ende in den Verteilerkanal 116.The disposable fluid guide assembly 32 is further equipped with a first flushing channel 152, which extends from outside the disposable fluid guide assembly 32 into the latter and is associated with the first fluid channels 74, wherein each of the first fluid channels 74 is fluidly connected to the first flushing channel 152 via a first flushing valve 154. More specifically, the first flushing channel 152 opens at one end into a flushing container 156 provided outside the disposable fluid guide assembly 32, in which at least one flushing fluid 158 is stored and which can be reversibly coupled to the disposable fluid guide assembly 32, and at its other end into the distribution channel 116.

Das Spülfluid 158 kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Pufferlösung, insbesondere PBS-Lösung sowie Kombinationen davon.The rinsing fluid 158 can be selected from the group consisting of water, buffer solution, in particular PBS solution, and combinations thereof.

Des Weiteren ist die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 mit mehreren zweiten Spülkanälen 160 auf der entgegengesetzten Seite der Interaktionskammern 24 ausgestattet, die sich innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 in einen gemeinsamen Spülkanal 162 vereinigen.Furthermore, the disposable fluid guide assembly 32 is equipped with a plurality of second flushing channels 160 on the opposite side of the interaction chambers 24, which merge into a common flushing channel 162 within the disposable fluid guide assembly 32.

Jeder der zweiten Fluidkanäle 78 ist mit einem zweiten Spülkanal 160 über ein zweites Spülventil 164 strömungsmäßig verbunden.Each of the second fluid channels 78 is fluidly connected to a second flushing channel 160 via a second flushing valve 164.

Der gemeinsame Spülkanal 162 mündet in einen außerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 angeordneten Spülbehälter 166, in dem ebenfalls ein Spülfluid 158 bevorratet ist oder in den Spulfluid aus dem Spulbehälter 156 gepumpt und wider in diesen zurückgepumpt werden kann.The common flushing channel 162 opens into a flushing container 166 arranged outside the disposable fluid guide assembly 32, in which a flushing fluid 158 is also stored or into which flushing fluid can be pumped from the flushing container 156 and pumped back into it.

Der Spülbehälter 166 und der gemeinsame Spülkanal 162 sind mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 reversibel koppelbar, wobei das zweite Spülventil 164 eine Spülfluidschnittstelle 168 zwischen einem zweiten Spülkanal 160 und einem zweiten Fluidkanal 78 ausbildet. Insbesondere ist dazu das zweite Spülventil 164 als ein Zwei-Wege Ventil ausgeführt.The flushing container 166 and the common flushing channel 162 are reversibly coupled to the one-way fluid guide assembly 32, with the second flushing valve 164 forming a flushing fluid interface 168 between a second flushing channel 160 and a second fluid channel 78. In particular, the second flushing valve 164 is designed as a two-way valve.

Der erste Spülbehälter 156 und der zweite Spülbehälter 166 sind zudem mit der Pneumatikeinheit 14 reversibel gekoppelt, sodass diese abwechselnd mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt werden können, sodass das Spülfluid 158 über die ersten und zweiten Fluidkanäle 74, 78 sowie die Interaktionskammern 24 zwischen den Spülfluidbehältern 158 und 166 hin und her gepumpt werden kann.The first rinsing container 156 and the second rinsing container 166 are also reversibly coupled to the pneumatic unit 14 so that they can be alternately subjected to overpressure or underpressure so that the rinsing fluid 158 can be pumped back and forth between the rinsing fluid containers 158 and 166 via the first and second fluid channels 74, 78 and the interaction chambers 24.

Darüber hinaus ist ein erster Entsorgungskanal 170 vorgesehen, welcher der ersten Mediendosiereinheit 16 zugeordnet ist. Der erste Entsorgungskanal 170 verfügt über einen ersten ventilgesteuerten Auslass 172 zu einem ersten Entsorgungsbehälter 174. Im Schaltungsplan der Fluidführung ist der erste Entsorgungskanal 170 an dem gemeinsamen ersten Mediensammelkanal 112 fluidisch angeschlossen, sodass über diesen in den ersten Entsorgungsbehälter 174 verunreinigte und/oder verbrauchte Konditionierungsfluide 96 entsorgt werden können.Furthermore, a first disposal channel 170 is provided, which is assigned to the first media dosing unit 16. The first disposal channel 170 has a first valve-controlled outlet 172 to a first disposal container 174. In the circuit diagram of the fluid guide, the first disposal channel 170 is fluidically connected to the common first media collection channel 112, so that contaminated and/or used conditioning fluids 96 can be disposed of via the first disposal container 174.

In der zweiten Mediendosiereinheit 18 ist ein zweiter Entsorgungskanal 176 vorgesehen, der über einen zweiten ventilgesteuerten Auslass 178 zu einem zweiten Entsorgungsbehälter 180 . Der zweite Entsorgungskanal 176 ist an dem gemeinsamen zweiten Mediensammelkanal 140 fluidisch angeschlossen, sodass über diesen ebenfalls verunreinigte und/oder verbrauchte Konditionierungsfluide 96 in den zweiten Entsorgungsbehälter 180 entsorgt werden können.In the second media dosing unit 18, a second disposal channel 176 is provided, which leads via a second valve-controlled outlet 178 to a second disposal container 180. The second disposal channel 176 is fluidically connected to the common second media collection channel 140, so that contaminated and/or used conditioning fluids 96 can also be disposed of into the second disposal container 180 via this channel.

Der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 ist ein dritter Entsorgungskanal 182 zugeordnet, der über einen dritten ventilgesteuerten Auslass 184 mit einem Entsorgungsbehälter 186 verbindbar ist. An seinem anderen Ende mündet der dritte Entsorgungskanal 182 in den ersten Verteilerkanal 116, sodass dieser über den Entsorgungskanal 182 mit dem Entsorgungsbehälter 186 fluidisch verbunden ist.The disposable fluid guide assembly 32 is assigned a third disposal channel 182, which can be connected to a disposal container 186 via a third valve-controlled outlet 184. At its other end, the third disposal channel 182 opens into the first distribution channel 116, so that the latter is fluidly connected to the disposal container 186 via the disposal channel 182.

Der dritte Entsorgungsbehälter 186 ist außerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 angeordnet und mit dieser reversibel koppelbar.The third disposal container 186 is arranged outside the disposable fluid guide assembly 32 and can be reversibly coupled thereto.

Nachfolgend wird auf die Fluidführung der Blutprobenaufnahmen 20 und 22 im Detail eingegangen.The fluid flow of blood sample receptacles 20 and 22 is discussed in detail below.

Jede der Blutprobenaufnahmen 20ist mit einer Blutprobe einer anderen Person versetzt so dass gleichzeitig die Blutproben mehrerer Personen analysiert werden können.Each of the blood sample receptacles 20 is mixed with a blood sample from another person so that the blood samples of several people can be analyzed simultaneously.

Die ersten Blutprobenaufnahmen 20 sind in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 integriert.The first blood sample receptacles 20 are integrated into the disposable fluid guide assembly 32.

Die ersten Blutprobenaufnahme 20 sind jeweils mit einem der ersten Fluidkanäle 74 und damit mit einer der Interaktionskammern 24 über einen eigenen ersten Probenkanal 188 fluidisch verbunden, wobei der jeweilige erste Probenkanal 188 von der Blutprobenaufnahme 20 ausgeht.The first blood sample receptacles 20 are each fluidically connected to one of the first fluid channels 74 and thus to one of the interaction chambers 24 via their own first sample channel 188. connected, whereby the respective first sample channel 188 originates from the blood sample receptacle 20.

Jeder erste Probenkanal 188 ist mit einem ersten Absperrventil 190 versehen, sodass die strömungsmäßige Verbindung zwischen Blutprobenaufnahme 20 und ihrer Interaktionskammer 24 geschaltet werden kann.Each first sample channel 188 is provided with a first shut-off valve 190 so that the flow connection between blood sample receptacle 20 and its interaction chamber 24 can be switched.

Zusätzlich sind zweite Blutprobenaufnahmen 22 vorgesehen, die ebenfalls in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 integriert sind.In addition, second blood sample receptacles 22 are provided, which are also integrated into the disposable fluid guide assembly 32.

Insbesondere sind die zweiten Blutprobenaufnahmen 22 mit jeweils einem der zweiten Fluidkanäle 78 und damit zu einer der Interaktionskammern 24 über einen eigenen zweiten Probenkanal 194 fluidisch verbunden, wobei sich der jeweilige zweite Probenkanal 194 von der Blutprobenaufnahme 22 aus erstreckt bzw. in diese mündet.In particular, the second blood sample receptacles 22 are each fluidically connected to one of the second fluid channels 78 and thus to one of the interaction chambers 24 via a separate second sample channel 194, wherein the respective second sample channel 194 extends from the blood sample receptacle 22 or opens into it.

Jeder zweite Probenkanal 194 ist mit einem zugeordneten zweiten Absperrventil 196 versehen, sodass die strömungsmäßige Verbindung zwischen Blutprobenaufnahme 22 und Interaktionskammer 24 geschaltet werden kann.Every second sample channel 194 is provided with an associated second shut-off valve 196 so that the flow connection between blood sample receptacle 22 and interaction chamber 24 can be switched.

Konkret umfasst die erste Blutprobenaufnahme 20 mehrere erste Blutprobenaufnahmebehälter 200.Specifically, the first blood sample receptacle 20 comprises several first blood sample receptacles 200.

Entsprechend handelt es sich bei den zweiten Blutprobenaufnahmen 22 ebenfalls um (zweite) Blutprobenaufnahmebehälter 204,die baugleich zu den ersten Blutprobenaufnahmebehälter 200 ausgeführt sind.Accordingly, the second blood sample receptacles 22 are also (second) blood sample receptacles 204, which are constructed identically to the first blood sample receptacles 200.

Die ersten Blutprobenaufnahmebehälter 200 sind mit einem ersten Blutprobenansteuerventil 208 der Pneumatikeinheit 14 und die zweiten Blutprobenaufnahmebehälter 204 mit einem zweiten Blutprobenansteuerventil 210 reversibel koppelbar, wobei das erste und das zweite Blutprobenansteuerventil 208, 210 jeweils dazu eingerichtet sind, die ersten und zweiten Blutprobenaufnahmebehälter 200, 204 abwechselnd mit Über- und Unterdruck zu beaufschlagen, sodass eine Blutprobe 212 zwischen den ersten und zweiten Blutprobenaufnahmebehältern 200, 204 durch die zugeordnete Interaktionskammer 24 hin und her gepumpt werden kann.The first blood sample receptacles 200 can be reversibly coupled to a first blood sample control valve 208 of the pneumatic unit 14, and the second blood sample receptacles 204 can be reversibly coupled to a second blood sample control valve 210, wherein the first and second blood sample control valves 208, 210 are each configured to alternately apply overpressure and underpressure to the first and second blood sample receptacles 200, 204, so that a blood sample 212 can be pumped back and forth between the first and second blood sample receptacles 200, 204 through the associated interaction chamber 24.

Bei der Blutprobe 212 handelt es sich bevorzugt um Blutserum, Blut oder Blutplasma.The blood sample 212 is preferably blood serum, blood or blood plasma.

Um das Konditionierungsfluid 96 von der Blutprobe 212 fluidisch zu trennen, und ein Vermischen der Fluide und damit eine Kontamination der Blutprobe 212 zu verhindern, ist jeweils zwischen der ersten Blutprobenaufnahme 20 und der Interaktionskammer 24 eine erste, schaltbare Schnittstelle 214 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, den Fluidfluss von dem Konditionierungsfluid 96 und der Blutprobe 212 fluidisch zu trennen.In order to fluidically separate the conditioning fluid 96 from the blood sample 212 and to prevent mixing of the fluids and thus contamination of the blood sample 212, a first, switchable interface 214 is provided between the first blood sample receptacle 20 and the interaction chamber 24, which first, switchable interface 214 is configured to fluidically separate the fluid flow from the conditioning fluid 96 and the blood sample 212.

Genauer betrachtet trifft an der ersten Schnittstelle 214 jeder erste Probenkanal 188 von dem ersten Blutprobenaufnahmebehälter 200 auf den ersten Fluidkanal 74, der in die erste Mediendosiereinheit 16 mündet. An jeder ersten Schnittstelle 214 ist daher ein Ventil vorgesehen, das den ersten Probenkanal 188 von dem ersten Fluidkanal 74 fluidisch trennt. Beide Kanäle 74, 188 vereinigen sich in Richtung der Interaktionskammer 24 zu einem gemeinsamen Abschnitt 216 des ersten Fluidkanals 74, der zur Interaktionskammer 74 führt. Die konkrete Ausgestaltung der ersten Schnittstelle 214 ist weiter unten in der Beschreibung ausgeführt.More precisely, at the first interface 214, each first sample channel 188 from the first blood sample receptacle 200 meets the first fluid channel 74, which opens into the first media dosing unit 16. Therefore, a valve is provided at each first interface 214 that fluidically separates the first sample channel 188 from the first fluid channel 74. Both channels 74, 188 merge toward the interaction chamber 24 to form a common section 216 of the first fluid channel 74, which leads to the interaction chamber 74. The specific design of the first interface 214 is explained further below in the description.

Ferner ist zwischen jeder zweiten Blutprobenaufnahme 22 und der zugeordneten Interaktionskammer 24 eine zweite Schnittstelle 222 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, den Fluidfluss von dem Konditionierungsfluid 96 und der Blutprobe 212 fluidisch zu trennen.Furthermore, a second interface 222 is provided between each second blood sample receptacle 22 and the associated interaction chamber 24, which second interface is configured to fluidically separate the fluid flow from the conditioning fluid 96 and the blood sample 212.

An jeder zweiten Schnittstelle 222 ist daher ein Ventil vorgesehen, das den zweiten Probenkanal 194 vom zweiten Fluidkanal 78 fluidisch trennt. Beide Kanäle 78, 194 vereinigen sich in Richtung der Interaktionskammer 24 zu einem gemeinsamen Abschnitt 224 des zweiten Fluidkanals 78. Die konkrete Ausgestaltung der zweiten Schnittstelle 222 ist weiter unten in der Beschreibung konkret ausgeführt.Therefore, a valve is provided at each second interface 222, which fluidically separates the second sample channel 194 from the second fluid channel 78. Both channels 78, 194 merge toward the interaction chamber 24 to form a common section 224 of the second fluid channel 78. The specific design of the second interface 222 is described in more detail below.

Um die ersten und zweiten Dosiereinheiten 16, 18, die ersten und zweiten Blutprobenaufnahmen 20, 22 sowie die ersten und zweiten Spülbehälter 156, 166 jeweils mit Unter- oder Überdruck zu beschlagen, sind diese reversibel an die Pneumatikeinheit 14 gekoppelt.In order to apply negative or positive pressure to the first and second dosing units 16, 18, the first and second blood sample receptacles 20, 22 and the first and second rinsing containers 156, 166, these are reversibly coupled to the pneumatic unit 14.

Im Folgenden wird die Pneumatikeinheit 14 im Detail erläutert.The pneumatic unit 14 is explained in detail below.

Für die Druckluftversorgung sind in der Pneumatikeinheit 14 ein Vakuumstrang 230, ein Überdruckstrang 232 und ein Antriebsstrang 234 vorgesehen.For the compressed air supply, a vacuum line 230, an overpressure line 232 and a drive line 234 are provided in the pneumatic unit 14.

Der Vakuumstrang 230 ist an eine erste Pneumatikpumpe 236 und der Überdruckstrang 232 und der Antriebsstrang 234 sind gemeinsam an eine zweite Pneumatikpumpe 238 strömungsmäßig angeschlossen.The vacuum line 230 is fluidly connected to a first pneumatic pump 236 and the overpressure line 232 and the drive line 234 are jointly connected to a second pneumatic pump 238.

Die erste und die zweite Pneumatikpumpe 236, 238 sind dazu eingerichtet, eine Vakuum- oder Druckluftversorgung in den jeweiligen Strängen bereitzustellen.The first and second pneumatic pumps 236, 238 are configured to provide a vacuum or compressed air supply in the respective strands.

Der Überdruckstrang 232 weist einen höheren Druck auf als der Antriebsstrang 234. Beispielsweise kann der Überdruckstrang 232 mit einem Druck von in etwa 1,5 bar in Bezug zum Atmosphärendruck und der Antriebsstrang 234 mit einem Druck von in etwa 0,3 bar in Bezug zum Atmosphärendruck beaufschlagt sein.The overpressure line 232 has a higher pressure than the drive line 234. For example, the overpressure line 232 can be pressurized to a pressure of approximately 1.5 bar relative to atmospheric pressure and the drive line 234 can be pressurized to a pressure of approximately 0.3 bar relative to atmospheric pressure.

Für das Einstellen des Drucks können in dem Überdruckstrang 232 und dem Antriebsstrang 234 jeweils Druckregler der zweiten Pneumatikpumpe 238 nachgeschaltet sein.To adjust the pressure, pressure regulators can be connected downstream of the second pneumatic pump 238 in the overpressure line 232 and the drive line 234.

Ferner ist jeder der drei Stränge 230, 232 und 234 jeweils mit wenigstens einem Manometer 240 versehen, sodass der Druck in dem jeweiligen Strang überwacht und ggf. nachgeregelt werden kann.Furthermore, each of the three strands 230, 232 and 234 is provided with at least one pressure gauge 240 so that the pressure in the respective strand can be monitored and adjusted if necessary.

An dem Vakuumstrang 230 ist Vakuumleitungen 242 vorgesehen, die in zugeordnete Vorsteuerventile 244 münden, in die jeweils ebenfalls eine Überdruckleitung 246 vom Überdruckstrang 232 mündet.Vacuum lines 242 are provided on the vacuum line 230, which open into associated pilot valves 244, into each of which an overpressure line 246 from the overpressure line 232 also opens.

Die Vorsteuerventile 244 verbinden je nach Schaltzustand strömungsmäßig den Vakuumstrang 230 oder den Überdruckstrang 232 mit wenigstens einem zugeordneten, schaltbaren Ventil im oder außerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 12, also z.B. den vorgenannten Absperrventilen in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32.Depending on the switching state, the pilot valves 244 fluidly connect the vacuum line 230 or the overpressure line 232 with at least one associated, switchable valve inside or outside the one-way fluid guide assembly 12, e.g., the aforementioned shut-off valves in the one-way fluid guide assembly 32.

Insgesamt sind die ersten und zweiten Fluidkanalventile 76, 80, die ersten und zweiten Absperrventile 190, 196, das erste Spülventil 154 sowie die zweiten Spülventile 164 je einem Vorsteuerventil 244 nachgeschaltet und können über ihr Vorsteuerventil 244 mit Vakuum über den Vakuumstrang 230 oder mit Überdruck über den Überdruckstrang 232 betätigt werden, also geöffnet oder geschlossen werden.Overall, the first and second fluid channel valves 76, 80, the first and second shut-off valves 190, 196, the first flushing valve 154 and the second flushing valves 164 are each connected downstream of a pilot valve 244 and can be actuated via their pilot valve 244 with vacuum via the vacuum line 230 or with overpressure via the overpressure line 232, i.e. can be opened or closed.

Um die Übersichtlichkeit zu verbessern, sind in 3 rechts oben symbolisch eine Vorsteuerventil 244 und ein von ihm zu schaltendes Absperrventil dargestellt, sozusagen als Platzhalter für alle Vorsteuerventile und ihre Absperrventile.To improve clarity, 3 In the top right, a pilot valve 244 and a shut-off valve to be switched by it are symbolically shown, as a placeholder for all pilot valves and their shut-off valves.

Vom Vakuumstrang 230 zweigen ferner weitere Vakuumleitungen 242 ab, die gemeinsam mit mehreren Antriebstrangleitungen 248, welche sich von dem Antriebsstrang 234 abzweigen, in mehrere Vorsteuerungsantriebsventile 250 münden. Insofern ist jedem Vorsteuerungsantriebsventil 250 jeweils eine Antriebsstrangleitung 248 sowie eine Vakuumleitung 242 zugeordnet.Further vacuum lines 242 branch off from the vacuum line 230, which, together with several drive line lines 248 branching off from the drive line 234, lead into several pilot control valves 250. Thus, each pilot control valve 250 is assigned a drive line 248 and a vacuum line 242.

Von jedem Vorsteuerungsantriebsventil 250 aus erstreckt sich eine Pneumatikleitung 251 zu den jeweiligen Antriebsventilen 104, 208, 210 und 128, um diese mit Druck- oder Unterdruck zu beaufschlagen.A pneumatic line 251 extends from each pilot drive valve 250 to the respective drive valves 104, 208, 210 and 128 to apply pressure or vacuum to them.

Im Übrigen sind in der Pneumatikeinheit 14 mehrere Schalldämpferelemente 252 vorgesehen.Furthermore, several silencer elements 252 are provided in the pneumatic unit 14.

Nachfolgend wir erläutert, wie die Interaktionskammer 32 und die sie begrenzenden Teile konstant auf eine vorgegebene Temperatur gehalten werden.The following explains how the interaction chamber 32 and the parts that define it are kept constant at a predetermined temperature.

Wie bereits weiter oben erläutert wurde, ist in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 wenigstens eine Interaktionskammer 24 vorgesehen, der wiederum eine Temperiereinheit 58 zugeordnet ist.As already explained above, at least one interaction chamber 24 is provided in the disposable fluid guide assembly 32, to which a temperature control unit 58 is assigned.

Die Temperiereinheit 58 umfasst ein Temperierelement 254, das mit der Interaktionskammer 24, insbesondere mit dem an die Interaktionskammer 24 angrenzenden Sensorelement 26, wärmeübertragend in physischem Kontakt steht. Folglich liegt zwischen dem Temperierelement 254 und der Temperiereinheit 58 ebenfalls eine wärmeleitende Verbindung 256 vor, wie dies in 3 schematisch dargestellt ist.The temperature control unit 58 comprises a temperature control element 254, which is in physical contact with the interaction chamber 24, in particular with the sensor element 26 adjacent to the interaction chamber 24, in a heat-transfer manner. Consequently, a heat-conducting connection 256 is also present between the temperature control element 254 and the temperature control unit 58, as shown in 3 is shown schematically.

Die Temperiereinheit 58 steht mit einer Temperiervorrichtung 258 ferner über einen Temperierkreislauf 260 wärmeübertragend in Verbindung, wobei die Temperiervorrichtung 258 dazu eingerichtet ist, die Temperiereinheit 58 über den Temperierkreislauf 260 auf eine vorbestimmte Temperatur zu temperieren. Insofern liegt eine Temperierung mittels eines den Temperierkreislauf 260 durchlaufenden Temperierfluids vor. Beispielsweise kann als Temperierfluid eine Flüssigkeit wie Wasser oder eine Mischung aus Wasser mit einem Frostschutzmittel wie Glycerin, Ethylenglycol, Ethanol und/oder Propylenglykol verwendet werden.The temperature control unit 58 is further connected to a temperature control device 258 via a temperature control circuit 260 for heat transfer, wherein the temperature control device 258 is configured to control the temperature control unit 58 to a predetermined temperature via the temperature control circuit 260. In this respect, temperature control is achieved by means of a temperature control fluid flowing through the temperature control circuit 260. For example, a liquid such as water or a mixture of water with an antifreeze such as glycerin, ethylene glycol, ethanol, and/or propylene glycol can be used as the temperature control fluid.

Die vorbestimmte Temperatur kann von der Temperiereinheit 58 anschließend über die wärmeübertragende Verbindung 256 an das Temperierelement 254 und somit an die Interaktionskammer 24 weitergegeben werden.The predetermined temperature can then be passed on from the temperature control unit 58 via the heat-transfer connection 256 to the temperature control element 254 and thus to the interaction chamber 24.

Um zu überwachen, ob die vorbestimmte Temperatur in der Interaktionskammer 24 anliegt, sind der Temperierkreislauf 260 sowie die Interaktionskammer 24 mit mehreren Kühlfluidtemperatursensoren 262 versehen. Insbesondere ist ein Sensorkristalltemperatursensor 264 vorgesehen, der die Temperatur des Sensorelements 26 überwacht.To monitor whether the predetermined temperature is present in the interaction chamber 24, the temperature control circuit 260 and the interaction chamber 24 are provided with a plurality of cooling fluid temperature sensors 262. In particular, a sensor crystal temperature sensor 264 is provided, which monitors the temperature of the sensor element 26.

Des Weiteren ist die Temperiereinheit 58 über einen Druckluftanschluss 266 an eine Druckluftversorgung angeschlossen, sodass der Temperierkreislauf 260 auf einfache Weise getrocknet und gereinigt werden kann.Furthermore, the temperature control unit 58 is connected to a compressed air supply via a compressed air connection 266 so that the temperature control circuit 260 can be easily dried and cleaned.

Die 4 zeigt eine konkrete Ausgestaltung der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 aus den vorherigen Figuren.The 4 shows a concrete design of the one-way fluid guide assembly 32 from the previous figures.

Die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 weist ein Unterteil 268 auf, das einen plattenförmigen Abschnitt 270 umfasst.The disposable fluid guide assembly 32 has a base 268 which includes a plate-shaped portion 270.

Der plattenförmige Abschnitt 270 hat eine Fluidseite 272 und eine davon abgewandte Unterseite 274. Ferner weist der plattenförmige Abschnitt 270 zwei Stirnseiten 276 sowie zwei die zwei Stirnseiten 276 verbindende Längsseiten 278 auf.The plate-shaped section 270 has a fluid side 272 and a bottom side 274 facing away from it. Furthermore, the plate-shaped section 270 has two end sides 276 and two longitudinal sides 278 connecting the two end sides 276.

In der Ausführungsform gemäß 4 hat der plattenförmige Abschnitt 270 eine im Wesentlichen rechteckige Grundform.In the embodiment according to 4 the plate-shaped section 270 has a substantially rectangular basic shape.

Von den Längsseiten 278 erstreckt sich jeweils seitlich nach außen ein Vorsprung 280. Der Vorsprung 280 weist eine rechteckige Grundform auf und umfasst (siehe 7) an seinen zwei Ecken jeweils eine Zentrierbohrung 282 sowie ein zwischen den Zentrierbohrungen 282 vorgesehenes Zentrierelement 283 in Form eines Pins.A projection 280 extends laterally outwards from each of the long sides 278. The projection 280 has a rectangular basic shape and comprises (see 7 ) has a centering hole 282 at each of its two corners and a centering element 283 in the form of a pin provided between the centering holes 282.

Ferner weist die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 (siehe 4 und 5) ein Oberteil 284 auf, das einen plattenförmigen Abschnitt 286 aufweist, der mit einer Oberseite 288 und einer davon abgewandten Pneumatikseite 290 (siehe 5) versehen ist.Furthermore, the one-way fluid guide assembly 32 (see 4 and 5 ) has an upper part 284 which has a plate-shaped section 286 which is connected to an upper side 288 and a pneumatic side 290 facing away from it (see 5 ).

In der Ausführungsform gemäß 4 weist der plattenförmige Abschnitt 286 eine im Wesentlichen rechteckige Grundform auf, die der Form des plattenförmigen Abschnitts 270 des Unterteils 268 entspricht.In the embodiment according to 4 the plate-shaped portion 286 has a substantially rectangular basic shape which corresponds to the shape of the plate-shaped portion 270 of the lower part 268.

Zwischen der Oberseite 288 und der Pneumatikseite 290 sind jeweils an den entgegengesetzten Enden zwei Stirnseiten 292, die jeweils von zwei Längsseiten 294 verbunden werden.Between the top side 288 and the pneumatic side 290 there are two end faces 292 at the opposite ends, each of which is connected by two long sides 294.

Analog zum Unterteil 268 weist auch das Oberteil 284 zwei sich seitlich nach außen erstreckende, rechteckige Vorsprünge 296 auf, an deren zwei Ecken jeweils eine Zentrierbohrung 298 vorgesehen ist. Zwischen den beiden Zentrierbohrungen 298 ist mittig auf dem Vorsprung 296 ein Zentrierelement 283 (siehe 7) in Form einer Ausnehmung vorgesehen.Analogous to the lower part 268, the upper part 284 also has two rectangular projections 296 extending laterally outwards, at each of whose two corners a centering hole 298 is provided. Between the two centering holes 298, a centering element 283 (see 7 ) in the form of a recess.

Wie in 5 gezeigt ist, weist das Unterteil 268 mit seiner Fluidseite 272 auf die Pneumatikseite 290 des Oberteils 284 a, sodass vom Oberteil 284 die Oberseite 288 und vom Unterteil 268 die Unterseite 274 nach außen fei zugänglich ist. Insbesondere liegen die beiden plattenförmigen Abschnitte 270, 286 deckungsgleich übereinander.As in 5 As shown, the lower part 268 points with its fluid side 272 toward the pneumatic side 290 of the upper part 284a, so that the upper side 288 of the upper part 284 and the lower side 274 of the lower part 268 are freely accessible to the outside. In particular, the two plate-shaped sections 270, 286 lie congruently one above the other.

Ganz besonders bevorzugt sind das Oberteil 284 und das Unterteil 268 aneinander befestigt, beispielsweise indem diese abschnittsweise miteinander verklebt, verschweißt oder über Befestigungsmittel aneinander befestigt sind, wie in den 4 und 5 gezeigt ist.Most preferably, the upper part 284 and the lower part 268 are fastened to one another, for example by gluing them together in sections, welding them together or by fastening means, as in the 4 and 5 is shown.

In den nachfolgenden Figuren sind das Unterteil 268 und das Oberteil 284 über Schraubverbindungen 300 aneinander befestigt.In the following figures, the lower part 268 and the upper part 284 are fastened to each other via screw connections 300.

Nachfolgend wird zunächst die Außenkontur der Ober- und Unterteils 168, 284 im Detail erläutert.The outer contour of the upper and lower parts 168, 284 is explained in detail below.

Die Oberseite 288 des Oberteils 284 weist zwei rechteckige, längliche Ausnehmungen 302 auf, die jeweils senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten Fluidkanäle 74, 78, insbesondere der ersten und zweiten gemeinsamen Abschnitten 216, 224 des ersten und zweiten Fluidkanals 74, 78, angeordnet sind. Vorliegend ist eine Ausnehmung 302 den ersten Fluidkanälen 74 und die andere Ausnehmung 302 den zweiten Fluidkanälen 78 zugeordnet.The upper side 288 of the upper part 284 has two rectangular, elongated recesses 302, each arranged perpendicular to the extension direction of the first and second fluid channels 74, 78, in particular the first and second common sections 216, 224 of the first and second fluid channels 74, 78. In the present case, one recess 302 is assigned to the first fluid channels 74, and the other recess 302 is assigned to the second fluid channels 78.

In der länglichen Ausnehmung 302 sind eine Vielzahl von Sensorfenstern 306 eingelassen, die sich bis nahe an die darunterliegenden ersten oder zweiten Fluidkanäle 74, 78 erstrecken, insbesondere die gemeinsamen Abschnitte 216, 224 der erste oder zweiten Fluidkanäle 74, 78.A plurality of sensor windows 306 are embedded in the elongated recess 302, which extend close to the underlying first or second fluid channels 74, 78, in particular the common sections 216, 224 of the first or second fluid channels 74, 78.

Ferner weist das Unterteil 268 ebenfalls Sensorfenster 308 in Form von unterseitigen Sensorfenstern 308 auf (siehe 7), die sich von der Unterseite 274 des Unterteils 268 in Richtung Oberseite 288 des Oberteils 284 erstrecken.Furthermore, the lower part 268 also has sensor windows 308 in the form of underside sensor windows 308 (see 7 ) extending from the bottom 274 of the lower part 268 towards the top 288 of the upper part 284.

Die oberseitigen und die unterseitigen Sensorfenster 306, 308 sind dabei einander gegenüberliegend angeordnet, sodass zwischen den oberseitigen und den unterseitigen Sensorfenstern 306, 308 die ersten und zweiten Fluidkanäle 74, 78, insbesondere die gemeinsamen Abschnitte 216, 224 der ersten und zweiten Fluidkanäle 74, 78, der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 verlaufen.The upper and lower sensor windows 306, 308 are arranged opposite one another, so that the first and second fluid channels 74, 78, in particular the common sections 216, 224 of the first and second fluid channels 74, 78, of the disposable fluid guide assembly 32 run between the upper and lower sensor windows 306, 308.

Zudem sind die oberseitigen und die unterseitigen Sensorfenster 306, 308 jeweils dazu eingerichtet, Detektionseinheiten aufzunehmen. Dies wird weiter unten in der Beschreibung näher erläutert.In addition, the top and bottom sensor windows 306, 308 are each configured to accommodate detection units. This will be explained in more detail below in the description.

Wie in 6 gut zu erkennen ist, weist die Oberseite 288 mehrere Pneumatikkanalöffnungen 310 auf, von denen nur einige mit Bezugszeichen versehen sind, an die sich Pneumatikkanäle 311 (siehe 11) anschließen, die senkrecht und ohne Unterbrechung bis zur Pneumatikseite 290 des Oberteils 284 verlaufen.As in 6 As can be clearly seen, the upper side 288 has several pneumatic channel openings 310, only some of which are provided with reference numerals, to which pneumatic channels 311 (see 11 ) which run vertically and without interruption to the pneumatic side 290 of the upper part 284.

Die Pneumatikkanalöffnungen 310 sind dazu eingerichtet, mit der Pneumatikeinheit 14 reversibel zu koppeln, um von dieser mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt zu werden.The pneumatic channel openings 310 are designed to be reversibly coupled to the pneumatic unit 14 in order to be subjected to overpressure or underpressure by the pneumatic unit.

7 zeigt zudem, dass auf der Unterseite 274 mehrere Medienkanalöffnungen 312 angeordnet sind, die mit der ersten oder zweiten Mediendosiereinheit 16, 18 reversibel gekoppelt werden können, sodass ein von der ersten oder zweiten Mediendosiereinheit 16, 18 einströmendes Konditionierungsfluid 96 über die Medienkanalöffnungen 312 in das Unterteil 268 einströmen kann. 7 also shows that a plurality of media channel openings 312 are arranged on the underside 274, which can be reversibly coupled to the first or second media dosing unit 16, 18, so that a conditioning fluid 96 flowing in from the first or second media dosing unit 16, 18 can flow into the lower part 268 via the media channel openings 312.

Neben den Medienkanalöffnungen 312 sind mehrere Auslassöffnungen 313 an der Unterseite 274 vorgesehen, die mit dem ersten oder zweiten Spülbehälter 156, 166 oder mit dem dritten Entsorgungsbehälter 186 reversibel koppelbar sind.In addition to the media channel openings 312, a plurality of outlet openings 313 are provided on the underside 274, which can be reversibly coupled to the first or second rinsing container 156, 166 or to the third disposal container 186.

Mittig auf der Unterseite 274 ist ein blockförmiger Abschnitt 314 vorgesehen, der gegenüber der Unterseite 274 des plattenförmigen Abschnitts 270 nach unten hin absteht. Der blockförmige Abschnitt 314 ist in 8 im Detail gezeigt.A block-shaped section 314 is provided centrally on the underside 274, which projects downwards relative to the underside 274 of the plate-shaped section 270. The block-shaped section 314 is 8 shown in detail.

An der Seite des blockförmigen Abschnitts 314, der der Unterseite 274 abgewandt ist, ist eine Basisfläche 316 vorgesehen.A base surface 316 is provided on the side of the block-shaped section 314 facing away from the underside 274.

In der Basisfläche 316 befinden sich mehrere längliche Ausnehmungen in Form von Interaktionsbahnen 318, die sich über die Basisfläche 316 erstrecken und parallel zueinander verlaufen und die Interaktionskammern 24 abschnittsweise bilden. Insgesamt sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwei Paar Interaktionsbahnen 318 vorgesehen, die durch Längsstege 319 (siehe 8) voneinander beanstandet sind.In the base surface 316, there are several elongated recesses in the form of interaction paths 318, which extend over the base surface 316 and run parallel to each other, forming the interaction chambers 24 in sections. According to the present embodiment, a total of two pairs of interaction paths 318 are provided, which are connected by longitudinal webs 319 (see 8 ) are objectionable to each other.

An den jeweils entgegengesetzten Enden der Interaktionsbahnen 318 sind die ersten und zweiten Fluidöffnungen 68, 72 vorgesehen.The first and second fluid openings 68, 72 are provided at the respective opposite ends of the interaction paths 318.

Jede Interaktionsbahn 318 ist zusammen mit den Fluidöffnungen 68, 72 von einem Abdichtungselement 320 geschlossen, rahmenartig umgeben, das über die Basisfläche 316 vorsteht und gemeinsam mit der Interaktionsbahn 318 und der Oberfläche 30 eines Sensorelements 26 die Interaktionskammer 24 definiert, wobei das Sensorelements 26 der Übersicht halber weggelassen wurde. Das Sensorelement drückt mit seiner Oberfläche 30 gegen die Abdichtungselemente 320 und schließt die offene Seite der jeweiligen Interaktionskammer 24.Each interaction path 318, together with the fluid openings 68, 72, is enclosed by a frame-like sealing element 320 that protrudes beyond the base surface 316 and, together with the interaction path 318 and the surface 30 of a sensor element 26, defines the interaction chamber 24 (the sensor element 26 has been omitted for clarity). The sensor element presses its surface 30 against the sealing elements 320 and closes the open side of the respective interaction chamber 24.

Das Abdichtungselement 320 kann insbesondere als ein Dichtring ausgeführt sein und ist aus einem elastischen Material gefertigt.The sealing element 320 can in particular be designed as a sealing ring and is made of an elastic material.

Konkret ist jedem der beiden Paare von Interaktionsbahnen 318 ein langgestreckter Doppeldichtring zugeordnet, der die Form der Ziffer Acht aufweist, sodass sich zwei Interaktionsbahnen 318 eine Längsseite des Doppeldichtrings teilen.Specifically, each of the two pairs of interaction tracks 318 is assigned an elongated double sealing ring which has the shape of the figure eight, so that two interaction tracks 318 share one long side of the double sealing ring.

Des Weiteren sind auf der Basisfläche 316 mehrere hülsenförmige Ausrichtvorsprünge 322 vorgesehen. Mit den Ausrichtvorsprüngen 322 kann der blockförmige Abschnitt 314 an einem Sensorelementhalter 28 ausgerichtet werden.Furthermore, a plurality of sleeve-shaped alignment projections 322 are provided on the base surface 316. The alignment projections 322 can be used to align the block-shaped portion 314 with a sensor element holder 28.

Der blockförmige Abschnitt 314 und das Unterteil 268 sind gemeinsam einstückig ausgeführt, was nicht zwingend der Fall sein muss.The block-shaped section 314 and the lower part 268 are designed as a single piece, which is not necessarily the case.

Nachfolgend wird der innenliegende Teil der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 näher erläutert. Dies ist besonders gut in den 9A und 9B zu erkennen, die jeweils die aufgeklappte Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 entlang der Schnittebenen B-B bzw. A-A zeigen. 9A zeigt dabei die Fluidseite 272 des Unterteils 268 und 9B die Pneumatikseite 290 des Oberteils 284. Der Übersicht halber wurde ein Dichtelement 330 (siehe 4) in den 9A und 9B weggelassen. Dieses ist in 19 schematisch gezeigt, auf das nachfolgend kurz eingegangen wird.The internal part of the one-way fluid guide assembly 32 is explained in more detail below. This is particularly well illustrated in the 9A and 9B which each show the unfolded disposable fluid guide assembly 32 along the section planes BB and AA, respectively. 9A shows the fluid side 272 of the lower part 268 and 9B the pneumatic side 290 of the upper part 284. For the sake of clarity, a sealing element 330 (see 4 ) in the 9A and 9B omitted. This is in 19 shown schematically, which will be briefly discussed below.

Grundsätzlich weisen das Oberteil 284 an der Pneumatikseite 290 und das Unterteil 268 an der Fluidseite 272 jeweils mehrere, durch Nuten 326 gebildete Fluidkanäle auf. Den Nuten 326 an der Fluidseite 272 können Ausnehmungen 328 an der Pneumatikseite 290 zugeordnet sein, die zusammen mit einem, zwischen Fluidseite 272 und Pneumatikseite 290 angeordneten Dichtelement 330 als Ventile wirken können.In principle, the upper part 284 on the pneumatic side 290 and the lower part 268 on the fluid side 272 each have a plurality of fluid channels formed by grooves 326. Recesses 328 on the pneumatic side 290 can be associated with the grooves 326 on the fluid side 272, which, together with a sealing element 330 arranged between the fluid side 272 and the pneumatic side 290, can act as valves.

Das Dichtelement 330 ist als eine flächige, profilierte Membran ausgebildet, die sich im Wesentlichen vollständig über die Fluidseite 272 ausdehnt.The sealing element 330 is designed as a flat, profiled membrane that extends substantially completely over the fluid side 272.

Genauer betrachtet (siehe 18) umfasst das Dichtelement 330 eine erste Membranschicht 332 und eine darüber liegende zweite Membranschicht 334, wobei die erste Membranschicht 332 zwischen der zweiten Membranschicht 334 und der Fluidseite 272 angeordnet ist.A closer look (see 18 ), the sealing element 330 comprises a first membrane layer 332 and an overlying second membrane layer 334, wherein the first membrane layer 332 is arranged between the second membrane layer 334 and the fluid side 272.

Bevorzugt ist die erste Membranschicht 332 dünner als die zweite Membranschicht 334.Preferably, the first membrane layer 332 is thinner than the second membrane layer 334.

Wie in 19 weiter gezeigt ist, weist das Dichtelement 330 Blutprobenbehälterausnehmungen 336 auf, sodass ein Durchbruch durch die erste Membranschicht 332 und die zweite Membranschicht 334 gegeben ist.As in 19 As further shown, the sealing element 330 has blood sample container recesses 336 so that a breakthrough through the first membrane layer 332 and the second membrane layer 334 is provided.

Im Bereich der Ausnehmungen 328 ist das Dichtelement 330 Teil eines Membranventils 338, sodass die an die Ausnehmungen 328 angrenzenden und als Nuten 326 ausgebildeten Fluidkanäle geschaltet werden können.In the area of the recesses 328, the sealing element 330 is part of a diaphragm valve 338, so that the fluid channels adjacent to the recesses 328 and formed as grooves 326 can be switched.

Die fluidführenden Nuten 326 sind im Wesentlichen auf der Fluidseite 272 des Unterteils 268 angeordnet, wie in 9A gezeigt ist. Genauer betrachtet, weist die Fluidseite 272 verschiedene Nuten 326 mit jeweils verschiedenen Geometrien auf.The fluid-conducting grooves 326 are arranged substantially on the fluid side 272 of the lower part 268, as in 9A is shown. In more detail, the fluid side 272 has various grooves 326, each with different geometries.

In der Draufsicht der 9A weisen die linke und rechte Seite der Fluidseite 272 unterschiedliche Nuten auf. Mit einer gestrichelten Linie ist eine Mittelachse symbolisiert. Die linke und die rechte Seite entsprechen im Wesentlichen der Fluidführung im Schaltungsplan in 3. In diesem Sinne ist die linke Seite den ersten Fluidkanälen 74 und die rechte Seite den zweiten Fluidkanälen 78 zugeordnet, wie nachfolgend erörtert.In the top view of the 9A The left and right sides of the fluid side 272 have different grooves. A central axis is symbolized by a dashed line. The left and right sides essentially correspond to the fluid flow in the circuit diagram in 3 . In this sense, the left side is associated with the first fluid channels 74 and the right side with the second fluid channels 78, as discussed below.

Auf der linken Seite ist eine wellenförmige Nut 340 vorgesehen, die sich entlang bzw. parallel zur Stirnseite 276 des Unterteils 268 erstreckt. Der Anfang der wellenförmigen Nut 340 ist eine Sackgasse 339 und das andere Ende stellt eine zu der Auslassöffnung 313 korrespondierende Einlassöffnung 341 dar.On the left side, a wave-shaped groove 340 is provided, which extends along or parallel to the end face 276 of the lower part 268. The beginning of the wave-shaped groove 340 is a dead end 339, and the other end represents an inlet opening 341 corresponding to the outlet opening 313.

Die Auslassöffnung 313 (siehe 7) auf der Unterseite 274 ist über eine Bohrung fluidisch mit einer Einlassöffnung 341 (siehe 9A unten links) auf der Fluidseite 272 verbunden.The outlet opening 313 (see 7 ) on the underside 274 is fluidically connected via a bore to an inlet opening 341 (see 9A bottom left) on the fluid side 272.

Die wellenförmige Nut 340 hat keine direkte Verbindung zu anderen Nuten, sondern wirkt als Verteilkanal.The wave-shaped groove 340 has no direct connection to other grooves, but acts as a distribution channel.

Die Medieneintrittsöffnung 345 auf der Fluidseite 272 ist fluidisch mit einer Medienkanalöffnung 312 (siehe 7) auf der Unterseite 274 verbunden und ist von der Nut 340 beabstandet.The media inlet opening 345 on the fluid side 272 is fluidically connected to a media channel opening 312 (see 7 ) on the bottom side 274 and is spaced from the groove 340.

Die Nut 340 ist von teilweise linear verlaufenden Nuten 346 räumlich getrennt.The groove 340 is spatially separated from partially linear grooves 346.

Jede Nut 346 erstreckt sich bis zur Mitte der Fluidseite 272 und mündet in eine Fluidinteraktionskammeröffnung 348, welche die lineare Nut 346 mit der Interaktionskammer 24 fluidisch verbindet.Each groove 346 extends to the center of the fluid side 272 and opens into a fluid interaction chamber opening 348, which fluidically connects the linear groove 346 to the interaction chamber 24.

Die Nuten 346 verlaufen abschnittsweise parallel zueinander.The grooves 346 run parallel to each other in sections.

Auf der rechten Seite der Fluidseite 272 sind lineare Nuten 346 zu erkennen, die sich jeweils von einer zugeordneten Medieneintrittsöffnung 345 aus in Richtung Zentrum der Fluidseite 272 erstrecken und in einer Fluidinteraktionskammeröffnung 348 münden, welche die jeweilige lineare Nut 346 mit der zugeordneten Interaktionskammer 24 fluidisch verbindet. Insofern weist die rechte Seite vier Einlässe für das Konditionierungsfluid 96 auf.On the right side of the fluid side 272, linear grooves 346 can be seen, each extending from an associated media inlet opening 345 toward the center of the fluid side 272 and opening into a fluid interaction chamber opening 348, which fluidically connects the respective linear groove 346 with the associated interaction chamber 24. Thus, the right side has four inlets for the conditioning fluid 96.

Über die jeweilige Interaktionskammer 24 ist jeweils eine Nut 346 auf der linken Seite mit einer Nut 346 auf der rechten Seite fluidisch verbunden.A groove 346 on the left side is fluidically connected to a groove 346 on the right side via the respective interaction chamber 24.

Ferner ist jeder Nut 346 auf der rechten Seite eine Einlassöffnung 341 zugeordnet, die zwischen der Fluidinteraktionskammeröffnung 348 und der Medieneintrittsöffnung 345 liegt.Furthermore, each groove 346 is assigned an inlet opening 341 on the right side, which is located between the fluid interaction chamber opening 348 and the media inlet opening 345.

Im Fluidschaltungsplan von 3 entsprechen die wellenförmige Nut 340 dem ersten Verteilerkanal 116 und die linear verlaufenden Nuten 346 der linken Seite den ersten Fluidkanälen 74 und den ersten gemeinsamen Abschnitt 216 sowie die linear verlaufenden Nuten 346 der rechten Seite den zweiten Fluidkanälen 78 und den gemeinsamen Abschnitt 224. Die Einlassöffnungen 341 auf der linken Seite sind dem ersten Spülbehälter 156 und dem dritten Entsorgungsbehälter 186 zugordnet sowie die Medieneintrittsöffnung 345 dem zentralen Medienanschluss 114. Die Einlassöffnungen 341 auf der rechten Seite sind dem zweiten Spülbehälter 166 zugeordnet.In the fluid circuit diagram of 3 the wave-shaped groove 340 corresponds to the first distribution channel 116 and the linear grooves 346 on the left side correspond to the first fluid channels 74 and the first common section 216 and the linear grooves 346 on the right side correspond to the second fluid channels 78 and the common section 224. The inlet openings 341 on the left side are assigned to the first flushing container 156 and the third disposal container 186 and the media inlet opening 345 to the central media connection 114. The inlet openings 341 on the right side are assigned to the second flushing container 166.

Zusätzlich dazu weist die Pneumatikseite 290 mehrere Ausnehmungen 328 auf, die gemeinsam mit dem Dichtelement 330Membranventile 338 ausbilden. Auch hier sind zur Vereinfachung nicht an allen Ventilen, Nuten und Kanälen sowie Öffnungen usw. Bezugszeichen vorgesehen.In addition, the pneumatic side 290 has several recesses 328, which together with the sealing element 330 form diaphragm valves 338. Here, too, for the sake of simplicity, reference numerals are not provided for all valves, grooves, channels, openings, etc.

An jedem Membranventil 338 sitzt ein Pneumatikkanal 311 (siehe 10), der in den Ausnehmungen 328 mündet und sich durch das Oberteil 284 bis zu der Pneumatikseite 290 erstreckt.At each diaphragm valve 338 there is a pneumatic channel 311 (see 10 ), which opens into the recesses 328 and extends through the upper part 284 to the pneumatic side 290.

Nachfolgend wird die Fluidführung des Konditionierungsfluids 96 sowie der Blutprobe 212 in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 näher erläutert. Hierzu wird auf 10 zurückgegriffen, die eine isometrische Querschnittsansicht entlang der Schnittebene C-C zeigt und dabei einen Einblick in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 gewährt.The fluid flow of the conditioning fluid 96 and the blood sample 212 in the disposable fluid flow assembly 32 is explained in more detail below. 10 which shows an isometric cross-sectional view along the section plane CC and provides an insight into the one-way fluid guide assembly 32.

Grundsätzlich verlaufen die Strömungswege für das Konditionierungsfluid 96 innerhalb der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 auf der linken und rechten Fluidseite 272 unterschiedlich. Es ist allerdings auch denkbar, dass beide Seiten die gleiche Fluidführung für das Konditionierungsfluid 96 aufweisen.In principle, the flow paths for the conditioning fluid 96 within the disposable fluid guide assembly 32 are different on the left and right fluid sides 272. However, it is also conceivable that both sides have the same fluid guide for the conditioning fluid 96.

Im Unterschied zur Fluidführung des Konditionierungsfluids 96 ist die Fluidführung für die Blutprobe 212 für die linke und die rechte Seite gleich. Daher wird zunächst auf die Ausgestaltung der Fluidführung für die Blutprobe 212 eingegangen.In contrast to the fluid flow of the conditioning fluid 96, the fluid flow for the blood sample 212 is the same for the left and right sides. Therefore, the design of the fluid flow for the blood sample 212 will be discussed first.

Wie in 11 gezeigt ist, weist die Blutprobenaufnahme 20 einen Blutprobenaufnahmebehälter 200 auf, der an der Oberseite 288 des Oberteils 284 vorgesehen ist. Dieser umschließt einen Hohlraum 351 zur Aufnahme der Blutprobe 212.As in 11 As shown, the blood sample receptacle 20 has a blood sample receptacle 200 provided on the upper side 288 of the upper part 284. This encloses a cavity 351 for receiving the blood sample 212.

Wie in 10 zu sehen weist der Blutprobenaufnahmebehälter 200 einen Hohlraum 352 im Oberteil 284 auf, an den sich ein Hohlraum 354 im Unterteil 268 anschließt, und die den gemeinsamen Hohlraum 351 ausbilden.As in 10 As can be seen, the blood sample container 200 has a cavity 352 in the upper part 284, which is followed by a cavity 354 in the lower part 268, and which form the common cavity 351.

Von der Oberseite 288 des Oberteils 284 aus gesehen gehen die Blutprobenaufnahmebehälter 200 ineinander über und bilden eine Art turmartiges Gebilde mit einer oberen Stirnseite 365.Viewed from the upper side 288 of the upper part 284, the blood sample containers 200 merge into one another and form a kind of tower-like structure with an upper end face 365.

Zusätzlich ist jeder Blutprobenaufnahmebehälter 200 an der gemeinsamen Stirnseite 365 mit einer Probeneinlass 366 versehen, über den eine Blutprobe 212 in den Hohlraum 351 eingebracht werden kann.In addition, each blood sample container 200 is provided on the common end face 365 with a sample inlet 366 through which a blood sample 212 can be introduced into the cavity 351.

Jeder Probeneinlass 366 ist durch ein Membranelement 368, insbesondere eine hydrophobe Membran, flüssigkeitsdicht verschlossen. Insbesondere ist das Membranelement 368 gasdurchlässig ausgebildet, sodass der Hohlraum 351 in der Blutprobenaufnahme 20 durch die Pneumatikeinheit 14 mit Unter- oder Überdruck beaufschlagt werden kann. Alternativ hierzu ist am Probeneinlass 366 anstatt des Membranelements 368 ein Deckel vorgesehen, der geöffnet werden kann, um die Blutprobe einzufüllen, und danach wieder verschlossen wird.Each sample inlet 366 is sealed in a liquid-tight manner by a membrane element 368, in particular a hydrophobic membrane. In particular, the membrane element 368 is designed to be gas-permeable, so that the cavity 351 in the blood sample receptacle 20 can be subjected to negative or positive pressure by the pneumatic unit 14. Alternatively, instead of the membrane element 368, a lid is provided at the sample inlet 366. This lid can be opened to fill the blood sample and then closed again.

Wie in 13 gut zu erkennen ist, weist der Hohlraum 354 im Unterteil 268 einen Bodenabschnitt 370 auf, der als eine Wanne ausgeformt ist, die sich nach unten hin konisch verjüngt und in einer zentralen Öffnung 372 mündet.As in 13 As can be clearly seen, the cavity 354 in the lower part 268 has a bottom section 370 which is shaped as a trough which tapers conically towards the bottom and opens into a central opening 372.

Über die zentrale Öffnung 372 kann die Blutprobe 212 in eine Auslassleitung 374 eintreten, die sich von der zentralen Öffnung 372 aus senkrecht nach unten in Richtung Unterseite 274 erstreckt.The blood sample 212 can enter an outlet line 374 via the central opening 372, which extends vertically downward from the central opening 372 towards the bottom 274.

An die Auslassleitung 374 schließt sich ein Drosselkanal 375 an, der sich durch einen Drosselabschnitt 376 erstreckt.The outlet line 374 is followed by a throttle channel 375 which extends through a throttle section 376.

In dem Drosselkanal 375 ist eine Engstelle 378 vorgesehen. Beispielsweise kann dies dadurch erreicht werden, dass sich der Querschnitt des Drosselkanals 375 im Bereich des Drosselabschnitts 376 aufgrund der Engstelle 378 verjüngt.A constriction 378 is provided in the throttle channel 375. This can be achieved, for example, by tapering the cross section of the throttle channel 375 in the region of the throttle section 376 due to the constriction 378.

Wie anhand von 13 sowie 14 gut zu erkennen ist, ist die Engstelle 378 durch ein Plattenelement 380 realisiert, das von der Unterseite 274 aus über mehrere Schraubverbindungen 382 an das Unterteil 268 angeschraubt wird. Dadurch ist der Querschnitt des Drosselkanals 375 im Bereich der Engstelle 378 aufgrund des Plattenelements 380 zu einem schlitzartigen Querschnitt verjüngt, sodass der Querschnitt des Drosselkanals 375 effektiv vermindert ist. Der Drosselkanal 375 ist dabei nach unten hin von dem Plattenelement 380 begrenzt und von oben durch die Unterseite 274 des Unterteils 268.As shown by 13 as well as 14 As can be clearly seen, the constriction 378 is realized by a plate element 380, which is screwed from the underside 274 to the lower part 268 via several screw connections 382. As a result, the cross-section of the throttle channel 375 in the region of the constriction 378 is tapered to a slot-like cross-section due to the plate element 380, so that the cross-section of the throttle channel 375 is effectively reduced. The throttle channel 375 is delimited at the bottom by the plate element 380 and from above by the underside 274 of the lower part 268.

Ferner steht der Drosselkanal 375 fluidisch mit einer Probensteigleitung 384 in Verbindung. Die Probensteigleitung 384 weist im Gegensatz zur Engstelle 378 wieder einen für die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 üblichen Querschnitt auf. Die Probensteigleitung 384 erstreckt sich von der Unterseite 274 bis zur Fluidseite 272 und mündet in einem Ventilsitz 386. Dies ist besonders gut anhand der 15 und 16 zu erkennen.Furthermore, the throttle channel 375 is fluidically connected to a sample riser 384. In contrast to the constriction 378, the sample riser 384 again has a cross-section typical for the disposable fluid guide assembly 32. The sample riser 384 extends from the bottom 274 to the fluid side 272 and opens into a valve seat 386. This is particularly well illustrated by the 15 and 16 to recognize.

Dabei entsprechen die Probensteigleitung 384, der Drosselkanal 375 und die Auslassleitung 374 dem ersten Probenkanal 188 gemäß dem Schaltplan der Fluidführung aus 3.The sample riser 384, the throttle channel 375 and the outlet line 374 correspond to the first sample channel 188 according to the circuit diagram of the fluid guide from 3 .

Der Ventilsitz 386 bildet mit einem, auf dem Ventilsitz 386 aufliegenden Dichtelement 330 ein Membranventil 338 aus, das im Fluidschaltplan aus 3 der ersten Schnittstelle 214 entspricht.The valve seat 386 forms, with a sealing element 330 resting on the valve seat 386, a diaphragm valve 338, which in the fluid circuit diagram consists of 3 corresponds to the first interface 214.

Wie in 15 gut zu erkennen ist, verläuft ein von links kommender erster Fluidkanal 74 in die erste Schnittstelle 214 und trifft auf eine Aufzweigstelle 388.As in 15 As can be clearly seen, a first fluid channel 74 coming from the left runs into the first interface 214 and meets a branching point 388.

Von der Aufzweigstelle 388 gliedert sich der erste Fluidkanal 74 in zwei Teilkanäle 390 auf, die jeweils um einen hülsenförmigen Fortsatz 392 der Probensteigleitung 384 herum verlaufen und sich in einer dahinterliegenden Aufzweigstelle 388 wieder zu einem gemeinsamen Abschnitt 216 vereinigen, der in 15 nach rechts verläuft und fluidisch mit der Interaktionskammer 24 verbunden ist.From the branching point 388, the first fluid channel 74 is divided into two sub-channels 390, each of which runs around a sleeve-shaped extension 392 of the sample riser 384 and reunites in a branching point 388 located behind it to form a common section 216, which 15 to the right and is fluidly connected to the interaction chamber 24.

Um eine besonders totraumfreie Kontur der ersten Schnittstelle 214 zu gewährleisten, ist der Ventilsitz 386 jeweils mit zwei zwickelförmigen Nasen 394 versehen, die jeweils beide in Richtung der beiden Aufzweigstellen 388 ausgerichtet sind, an der sich die beiden Teilkanäle 390 wieder vereinigen.In order to ensure a particularly dead-space-free contour of the first interface 214, the valve seat 386 is provided with two gusset-shaped noses 394, each of which is aligned in the direction of the two branching points 388, at which the two sub-channels 390 reunite.

Wie in 16A besonders gut zu erkennen ist, weist der Ventilsitz 386 zwischen der zwickelförmigen Nase 394 und der Öffnung der Probensteigleitung 384 eine konkave Form auf. Insofern ist die zwickelförmige Nase 394 eine Erhebung.As in 16A As can be seen particularly well, the valve seat 386 between the gusset-shaped nose 394 and the opening of the sample riser The projection 384 has a concave shape. In this respect, the gusset-shaped nose 394 is a protrusion.

Dabei ist der Abschnitt des Ventilsitzes 386, der die Öffnung der Probensteigleitung 384 ringförmig umgibt, höher ausgebildet, als die jede der beiden zwickelförmigen Nasen 394. Es ist aber auch denkbar, dass die zwickelförmige Nase 394 niedriger ausgebildet ist, solange eine Senke zwischen der zwickelförmigen Nase 394 und der Öffnung der Probensteigleitung 384 vorhanden ist. Eine solche Senke ist besonders vorteilhaft, um ein Durchsacken der Membran im Bereich der Aufzweigstelle 388 zu verhindern. Insbesondere bildet die zwickelförmige Nase 394 eine Stütze für die Membran, sodass eine weitere Stütze in Form einer Säule oder eines Vorsprungs in Bereich der Aufweigstelle 388 vorteilhafterweise entfallen kann. Damit kann die Membran im unbetätigten Zustand dichtend auf dem Ventilsitz 386 aufliegen, und ebenso ist in diesem Zustand ein ungehinderter Volumenstrom entlang der Teilkanäle 216 möglich.The section of the valve seat 386 that annularly surrounds the opening of the sample riser 384 is higher than each of the two gusset-shaped lugs 394. However, it is also conceivable for the gusset-shaped lug 394 to be lower, as long as a depression is present between the gusset-shaped lug 394 and the opening of the sample riser 384. Such a depression is particularly advantageous for preventing the membrane from sagging in the region of the branching point 388. In particular, the gusset-shaped lug 394 forms a support for the membrane, so that a further support in the form of a column or projection in the region of the branching point 388 can advantageously be omitted. In this way, the membrane can rest sealingly on the valve seat 386 in the unactuated state, and unhindered volume flow along the sub-channels 216 is also possible in this state.

Des Weiteren ist, wie in den 16B und 16C gezeigt, an der Pneumatikseite 290 des Oberteils 284 im Bereich der Ausnehmung 328 eine Verankerungsstelle 396 in Form einer Ausnehmung 398 vorgesehen, in die das Dichtelement 330 über einen Membranvorsprung 400 eingreifen kann.Furthermore, as in the 16B and 16C shown, on the pneumatic side 290 of the upper part 284 in the region of the recess 328, an anchoring point 396 in the form of a recess 398 is provided, into which the sealing element 330 can engage via a membrane projection 400.

Bevorzugt ist der Verankerungsstelle 396 ringförmig und umschließt umfangsmäßig die Ausnehmung 328 der ersten Schnittstelle 214 vollständig.Preferably, the anchoring point 396 is annular and circumferentially completely encloses the recess 328 of the first interface 214.

Die 16A bis 16C zeigen das Membranventil 338 in einem nichtbetätigten Zustand, in dem das Dichtelement 330 auf dem Ventilsitz 386 aufliegt und damit die Probensteigleitung 384 fluiddicht verschließt.The 16A to 16C show the diaphragm valve 338 in a non-actuated state in which the sealing element 330 rests on the valve seat 386 and thus closes the sample riser 384 in a fluid-tight manner.

Der Probensteigleitung 384 gegenüberliegend ist ein Pneumatikkanal 311 vorgesehen, der die Ausnehmung 328 strömungsmäßig mit der Oberseite 288 des Oberteils 284 verbindet. Im betätigten Zustand wird über den Pneumatikkanal 311 ein Vakuum angelegt, sodass das Dichtelement 330 nach oben in Richtung Oberseite 288 in die Ausnehmung 328 gezogen wird, womit die Probensteigleitung 384 geöffnet wird, die daraufhin strömungsmäßig mit den Teilkanälen 390 verbunden ist.Opposite the sample riser 384, a pneumatic channel 311 is provided, which fluidically connects the recess 328 to the upper side 288 of the upper part 284. In the actuated state, a vacuum is applied via the pneumatic channel 311, so that the sealing element 330 is pulled upward toward the upper side 288 into the recess 328, thereby opening the sample riser 384, which is then fluidly connected to the sub-channels 390.

An den gemeinsamen Abschnitt 216 schließt sich die Fluidinteraktionskammeröffnung 348 an, die in eine Interaktionskammerleitung 402 (siehe 10 und 12) mündet.The common section 216 is followed by the fluid interaction chamber opening 348, which leads into an interaction chamber line 402 (see 10 and 12 ) flows into.

Die Interaktionskammerleitung 402 erstreckt sich als ein gerade verlaufender Kanal durch das Unterteil 268 sowie durch den blockförmigen Abschnitt 314 hindurch und mündet mit der Fluidöffnung 68 oder 72 in die Interaktionskammer 24. Die Fluidöffnung 68, 72 weitet sich die Interaktionskammerleitung 402 in Richtung der Interaktionskammer 24 auf und bildet einen konischen Abschnitt 406 (siehe 10), der den Interaktionsbahnen 318 gegenüberliegt.The interaction chamber line 402 extends as a straight channel through the lower part 268 and through the block-shaped section 314 and opens into the interaction chamber 24 via the fluid opening 68 or 72. The fluid opening 68, 72 widens the interaction chamber line 402 in the direction of the interaction chamber 24 and forms a conical section 406 (see 10 ), which is opposite the interaction pathways 318.

Die vorstehende Beschreibung der ersten Blutprobenaufnahme 20 gilt analog für die zweite Blutprobenaufnahme 22, insofern wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.The above description of the first blood sample intake 20 applies analogously to the second blood sample intake 22, in this respect reference is made to the above description.

Nachfolgend wird der Strömungsweg 410 der Blutprobe näher erläutert. Der Strömungsweg 410 ist anhand der gestrichelten Linie in den 11 und 12 dargestellt.The flow path 410 of the blood sample is explained in more detail below. The flow path 410 is indicated by the dashed line in the 11 and 12 shown.

Zunächst wird das Membranelement 368 oder der Deckel von dem Probeneinlass 366 entfernt und die Blutprobe 212 in die Blutprobenaufnahme 20 hineingegeben. Beispielsweise kann die Blutprobe 212 von Hand in den Probeneinlass 366 hinein pipettiert werden.First, the membrane element 368 or the lid is removed from the sample inlet 366, and the blood sample 212 is introduced into the blood sample receptacle 20. For example, the blood sample 212 can be manually pipetted into the sample inlet 366.

Anschließend wird der Probeneinlass 366 von dem Membranelement 368 wieder verschlossen. Diese kann anschließend an die Pneumatikeinheit 14 reversibel gekoppelt werden, sodass die in der Blutprobenaufnahme 20 befindliche Blutprobe 212 mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt werden kann. Um die Blutprobe 212 zu bewegen, wird an der ersten Blutprobenaufnahme 20 ein Überdruck und an der zweiten Blutprobenaufnahme 22 ein Unterdruck angelegt. Es kann aber auch nur ein Überdruck an die erste Blutprobenaufnahme 20 angelegt werden.Subsequently, the sample inlet 366 is closed again by the membrane element 368. This can then be reversibly coupled to the pneumatic unit 14 so that the blood sample 212 located in the blood sample receptacle 20 can be subjected to positive or negative pressure. To move the blood sample 212, positive pressure is applied to the first blood sample receptacle 20 and negative pressure to the second blood sample receptacle 22. However, only positive pressure can be applied to the first blood sample receptacle 20.

Aufgrund des angelegten Überdrucks in der Blutprobenaufnahme 20 wird (siehe 11) die Blutprobe 212 in die zentrale Öffnung 372 gedrückt. Von dieser aus fließt die Blutprobe 212 über die Auslassleitung 374 und entlang des Drosselabschnitts 376 über den Drosselkanal 375 in die Probensteigleitung 384 hinein. Dabei sorgt der Drosselabschnitt 376 dafür, dass der angelegte Druck ansteigt, sodass insgesamt ein höherer Druck an die Blutprobenaufnahme 20 angelegt werden kann, um die Blutprobe 212 zu bewegen. Ein erhöhter Druck ist vorteilhaft, da aufgrund der geringen Volumenmenge an Blutprobe 212 sehr geringe Drücke für den Transport notwendig wären, die allerdings nur schwer zu kontrollieren sind.Due to the applied overpressure in the blood sample intake 20 (see 11 ) the blood sample 212 is pressed into the central opening 372. From there, the blood sample 212 flows via the outlet line 374 and along the throttle section 376 via the throttle channel 375 into the sample riser line 384. The throttle section 376 ensures that the applied pressure increases so that an overall higher pressure can be applied to the blood sample receptacle 20 in order to move the blood sample 212. An increased pressure is advantageous because, due to the small volume of blood sample 212, very low pressures would be necessary for transport, which, however, are difficult to control.

Von der Probensteigleitung 384 aus gelangt die Blutprobe 212 in den Abschnitt der Schnittstelle 214. Diese wird von dem Membranventil 338 verschlossen. Durch das Anlegen von Vakuum auf der Pneumatikseite 290 im, zu der Probensteigleitung 384 korrespondierenden und gegenüberliegenden Pneumatikkanal 311, wird die erste Membranschicht 332 von dem Ventilsitz 386 abgehoben und an die Decke der Ausnehmung 328 gedrückt, sodass die Probensteigleitung 384 fluidisch mit den Teilkanälen 390 verbunden ist.From the sample riser 384, the blood sample 212 enters the section of the interface 214. This is closed by the diaphragm valve 338. By applying vacuum on the pneumatic side 290 in the corresponding and opposite to the sample riser 384 Pneumatic channel 311, the first membrane layer 332 is lifted from the valve seat 386 and pressed against the ceiling of the recess 328, so that the sample riser 384 is fluidically connected to the sub-channels 390.

Daraufhin kann die Blutprobe 212 über den hülsenförmigen Fortsatz und die zwickelförmige Nase 394 durch die Aufzweigstelle 388 in den ersten gemeinsamen Abschnitt 216 des Fluidkanals 74 strömen und weiter über den als Interaktionskammerleitung 402 bezeichneten gemeinsamen Abschnitt in die Interaktionskammer 24.The blood sample 212 can then flow via the sleeve-shaped extension and the gusset-shaped nose 394 through the branching point 388 into the first common section 216 of the fluid channel 74 and further via the common section referred to as the interaction chamber line 402 into the interaction chamber 24.

Von der Interaktionskammer 24 aus nimmt die Blutprobe 212 den gleichen Weg in die Blutprobenaufnahme 22, wie vorstehend für die erste Blutprobenaufnahme 20 beschrieben. Insofern wird auf das vorstehend Erläuterte verwiesen.From the interaction chamber 24, the blood sample 212 takes the same path into the blood sample receptacle 22 as described above for the first blood sample receptacle 20. In this respect, reference is made to the explanations above.

Wie bereits oben anhand von 10 gezeigt ist, fällt die Fluidführung von dem Konditionierungsfluid 96 für die linke und die rechte Seite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 unterschiedlich aus. Die Fluidführung für das Konditionierungsfluid 96 wird daher zunächst für die linke Seite erläutert. Hierzu wird auf 11 Bezug genommen.As already mentioned above, 10 As shown, the fluid flow of the conditioning fluid 96 is different for the left and right sides of the disposable fluid guide assembly 32. The fluid flow for the conditioning fluid 96 will therefore first be explained for the left side. For this purpose, 11 reference is made.

Von der Medienkanalöffnung 312 an der Unterseite 274 aus erstreckt sich eine Mediensteigleitung 414 und mündet in die Medieneintrittsöffnung 345 (siehe 17A), der eine Ausnehmung 328 an der Pneumatikseite 290 gegenüberliegt.A media riser 414 extends from the media channel opening 312 on the underside 274 and opens into the media inlet opening 345 (see 17A) , opposite which a recess 328 on the pneumatic side 290 is located.

Der Mediensteigleitung 414 gegenüberliegend ist ein Pneumatikkanal 311 angeordnet, der von der Mediensteigleitung 414 durch das Dichtelement 330, insbesondere der ersten Membranschicht 332, fluidisch getrennt ist, wobei das Dichtelement 330 der Übersicht halber in der 11 weggelassen wurde.A pneumatic channel 311 is arranged opposite the media riser 414, which is fluidically separated from the media riser 414 by the sealing element 330, in particular the first membrane layer 332, wherein the sealing element 330 is shown in the 11 was omitted.

Das Dichtelement 330 bildet auch hier ein Membranventil 338 aus, das das erste Fluidkanalventil 76 im Schaltplan der Fluidführung gemäß 3 ist.The sealing element 330 also forms a diaphragm valve 338, which is the first fluid channel valve 76 in the circuit diagram of the fluid guide according to 3 is.

Eine vergrößerte Ansicht des dazu korrespondierenden zweiten Fluidkanalventils 80 auf der rechten Seite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 ist in den 18A und 18B gezeigt, das denselben Aufbau aufweist wie das erste Fluidkanalventil 76.An enlarged view of the corresponding second fluid channel valve 80 on the right side of the one-way fluid guide assembly 32 is shown in the 18A and 18B which has the same structure as the first fluid channel valve 76.

Der Aufbau und die Funktionsweise des Fluidkanalventils 76 werden nachfolgend anhand des zweiten Fluidkanalventils 80 erläutert, wobei auf 18A Bezug genommen wird, die eine vergrößerte Ansicht des zweiten Fluidkanalventils 80 aus 17B zeigt.The structure and operation of the fluid channel valve 76 are explained below using the second fluid channel valve 80, with reference to 18A which is an enlarged view of the second fluid channel valve 80 of 17B shows.

Im nichtbetätigten Zustand des zweiten Fluidkanalventils 80 ist die Mediensteigleitung 414 von dem zweiten Fluidkanal 78 in der Ebene der Fluidseite 272 räumlich durch eine Trennwand getrennt. Insbesondere liegt die erste Membranschicht 332 flächig auf dieser Trennwand auf und verdeckt dabei die Medieneintrittsöffnung 345 der Mediensteigleitung 414 sowie den zweiten Fluidkanal 78.In the non-actuated state of the second fluid channel valve 80, the media riser 414 is spatially separated from the second fluid channel 78 in the plane of the fluid side 272 by a partition wall. In particular, the first membrane layer 332 rests flatly on this partition wall, thereby concealing the media inlet opening 345 of the media riser 414 and the second fluid channel 78.

Um eine fluidische Verbindung zwischen Mediensteigleitung 414 und dem zweiten Medienkanal 78 zu schaffen, ist die Ausnehmung 328 eine wannen- oder kastenförmige Ausnehmung 416, die in einer Projektion von der Oberseite 288 aus betrachtet die Mediensteigleitung 414 und einen Anfangsabschnitt des zweiten Fluidkanals 78 verdeckt. Ein Betätigen des zweiten Fluidkanalventils 80 führt dazu, dass die erste Membranschicht 332 in Richtung der Ausnehmung 416 angehoben wird, wodurch eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Anfangsabschnitt des zweiten Fluidkanals 78 und der Medieneintrittsöffnung 345 geschaffen wird.To create a fluidic connection between the media riser 414 and the second media channel 78, the recess 328 is a trough- or box-shaped recess 416 which, when viewed from the top side 288, conceals the media riser 414 and an initial section of the second fluid channel 78. Actuation of the second fluid channel valve 80 causes the first membrane layer 332 to be raised toward the recess 416, thereby creating a fluidic connection between the initial section of the second fluid channel 78 and the media inlet opening 345.

Wie in 18A weiter gezeigt, ist neben der ersten Membranschicht 332 die zweite Membranschicht 334 vorgesehen, die über der ersten Membranschicht 332 angeordnet und der Oberseite 284 zugewandt ist. Ferner ist die zweite Membranschicht 334 im Bereich der kastenförmigen Ausnehmung 416 ausgeschnitten, sodass lediglich die erste Membranschicht 332 im unbetätigten Zustand auf der Öffnung des zweiten Fluidkanals 78 und der Öffnung der Mediensteigleitung 414 aufliegt.As in 18A As further shown, in addition to the first membrane layer 332, the second membrane layer 334 is provided, which is arranged above the first membrane layer 332 and faces the upper side 284. Furthermore, the second membrane layer 334 is cut out in the region of the box-shaped recess 416, so that only the first membrane layer 332 rests on the opening of the second fluid channel 78 and the opening of the media riser 414 in the unactuated state.

Das vorstehend Erläuterte trifft genauso auf das erste Fluidkanalventil 76 zu, wie in 17A und 18B gezeigt. Im Unterschied zu den 18A und 17B, ist die Mediensteigleitung 414 in 17A über die Ausnehmung 416 mit dem ersten Verteilerkanal 116, 340 strömungsmäßig verbunden, wenn das erste Fluidkanalventil 76 sich in einem geöffneten Zustand befindet. Im Unterschied zu 18A, ist in 18B lediglich eine erste Membranschicht 334 vorgesehen. Diese kann an der Pneumatikseite 290 des Oberteils 284 über eine Verankerungsstelle 396 in Form einer Ausnehmung 398 gehalten sein, wobei das Dichtelement 334 über einen Membranvorsprung 400 in die Ausnehmung 398 eingreifen kann. Es könne aber auch zwei Membranschichten 332 und 334 vorgesehen sein, wie in 18A gezeigt ist.The above explanation applies equally to the first fluid channel valve 76 as in 17A and 18B In contrast to the 18A and 17B , the media riser 414 is in 17A fluidly connected to the first distribution channel 116, 340 via the recess 416 when the first fluid channel valve 76 is in an open state. In contrast to 18A , is in 18B Only a first membrane layer 334 is provided. This can be held on the pneumatic side 290 of the upper part 284 via an anchoring point 396 in the form of a recess 398, wherein the sealing element 334 can engage in the recess 398 via a membrane projection 400. However, two membrane layers 332 and 334 can also be provided, as in 18A is shown.

Nachfolgend wird der Strömungsweg 412 des Konditionierungsfluids 96 im Detail erläutert. Das Konditionierungsfluid 96 kann sowohl von links als auch von rechts in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 über die Medienkanalöffnungen 312 ein- bzw. austreten. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass das Konditionierungsfluid 96 über die rechte Seite in die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 eintritt.The flow path 412 of the conditioning fluid 96 is explained in detail below. The conditioning fluid 96 can enter or exit the one-way fluid guide assembly 32 from both the left and right via the media channel openings 312. The following assumes that the conditioning fluid 96 enters the one-way fluid guide assembly 32 via the right side.

Das Konditionierungsfluid 96 gelangt über die Medienkanalöffnung 312 und über die Mediensteigleitung 414 zum zweiten Fluidkanalventil 80. Im geöffneten Zustand des zweiten Fluidkanalventils 80 strömt das Konditionierungsfluid 96 von der Mediensteigleitung 414 in den zweiten Fluidkanal 78 ein.The conditioning fluid 96 reaches the second fluid channel valve 80 via the media channel opening 312 and the media riser 414. When the second fluid channel valve 80 is open, the conditioning fluid 96 flows from the media riser 414 into the second fluid channel 78.

Von dort aus strömt das Konditionierungsfluid 96 über die zwei Teilkanäle 390 der Spülfluidschnittstelle 168 auf die zweite Schnittstelle 222 (siehe 12) zu.From there, the conditioning fluid 96 flows via the two sub-channels 390 of the flushing fluid interface 168 to the second interface 222 (see 12 ) to.

An der zweiten Schnittstelle 222 teilt sich das Konditionierungsfluid 96 wieder in die beiden Teilkanäle 390 auf und vereinigt sich wieder in Richtung des zweiten gemeinsamen Abschnitts 224. Über die Fluidinteraktionskammeröffnung 348 tritt es in die Interaktionskammerleitung 402 ein und fließt weiter bis in die Interaktionskammer 24.At the second interface 222, the conditioning fluid 96 divides again into the two sub-channels 390 and reunites towards the second common section 224. It enters the interaction chamber line 402 via the fluid interaction chamber opening 348 and flows further into the interaction chamber 24.

Von dort aus (siehe 11) tritt das Konditionierungsfluid 96 wieder in die nächste Interaktionskammerleitung 402 nach oben in Richtung Oberseite 288 ein und gelangt damit in den ersten gemeinsamen Abschnitt 216.From there (see 11 ), the conditioning fluid 96 enters the next interaction chamber line 402 upwards towards the top side 288 and thus reaches the first common section 216.

Entlang des ersten gemeinsamen Abschnitt 216 fließt das Konditionierungsfluid 96 bis zur ersten Schnittstelle 214.The conditioning fluid 96 flows along the first common section 216 to the first interface 214.

Dort gliedert sich das Konditionierungsfluid 96 entsprechend der zwei Teilkanäle 390 auf und vereinigt sich wieder im ersten Fluidkanal 74 und trifft weiter stromabwärts auf das erste Fluidkanalventil 76.There, the conditioning fluid 96 is divided according to the two sub-channels 390 and reunites in the first fluid channel 74 and meets the first fluid channel valve 76 further downstream.

Im geöffneten Zustand des ersten Fluidkanalventils 76 strömt das Konditionierungsfluid 96 in den ersten Verteilerkanal 116 ein. Von dort trifft es auf ein weiteres erstes Fluidkanalventil 76 und fließt über dieses in die Mediensteigleitung 414 und verlässt die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 über die Medienkanalöffnung 312. Selbstverständlich kann der Strömungsweg 412 des Konditionierungsfluids 96 auch in der umgekehrten Richtung erfolgen.When the first fluid channel valve 76 is open, the conditioning fluid 96 flows into the first distribution channel 116. From there, it encounters another first fluid channel valve 76 and flows via this into the media riser 414 and leaves the one-way fluid guide assembly 32 via the media channel opening 312. Of course, the flow path 412 of the conditioning fluid 96 can also be in the opposite direction.

Ferner ist in 17B die Spülfluidschnittstelle 168 links neben dem zweiten Fluidkanalventil 80 gezeigt. Die Spülfluidschnittstelle 168 weist den gleichen Aufbau auf wie die erste Schnittstelle 214, die vorstehend erläutert wurde, mit dem Unterschied, dass anstelle der Probensteigleitung 384 eine Spülfluidsteigleitung 418 vorgesehen ist, die dem zweiten Spülkanal 160 entspricht.Furthermore, in 17B The flushing fluid interface 168 is shown to the left of the second fluid channel valve 80. The flushing fluid interface 168 has the same structure as the first interface 214 explained above, with the difference that instead of the sample riser 384, a flushing fluid riser 418 is provided, which corresponds to the second flushing channel 160.

20 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm der Schritte eines Verfahrens zum Herstellen der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32. 20 shows a schematic flow diagram of the steps of a method for manufacturing the disposable fluid guide assembly 32.

In einem ersten Schritt S1 wird das Unterteil 268 spritzgegossen. Bevorzugt ist das Unterteil 268 aus COC gefertigt, denn das Material ist fluidabweisend, so dass keine Proben an der Oberfläche haften können.In a first step S1, the lower part 268 is injection-molded. Preferably, the lower part 268 is made of COC because the material is fluid-repellent, preventing samples from adhering to the surface.

Wahlweise kann das Plattenelement 380 für den Drosselabschnitt 376 spritzgegossen und anschließend an der Unterseite 274 des Unterteils 268 befestigt werden, sodass der Drosselkanal 375 fluiddicht verschlossen wird. Bevorzugt ist das Plattenelement ebenfalls aus COC gefertigt. Besonders bevorzugt kann das Plattenelement 380 mit der Unterseite 274 verschweißt werden, insbesondere laserverschweißt.Optionally, the plate element 380 for the throttle section 376 can be injection-molded and then attached to the underside 274 of the lower part 268, thereby sealing the throttle channel 375 in a fluid-tight manner. Preferably, the plate element is also made of COC. Particularly preferably, the plate element 380 can be welded to the underside 274, in particular laser-welded.

Anschließend wird das Oberteil 284 in einem zweiten Schritt S2 spritzgegossen. Bevorzugt ist das Oberteil 284 aus COC gefertigt.Subsequently, the upper part 284 is injection-molded in a second step S2. The upper part 284 is preferably made of COC.

Danach wird das Dichtelement 330 zwischen Unterteil 268 und Oberteil 284 angeordnet (S3).The sealing element 330 is then arranged between the lower part 268 and the upper part 284 (S3).

Abschließend wird das Ober- und Unterteil 268, 284 unter Klemmung des Dichtelements 330 miteinander fluidisch verbunden (S4).Finally, the upper and lower parts 268, 284 are fluidically connected to each other by clamping the sealing element 330 (S4).

Besonders bevorzugt werden Ober- und Unterteil 268, 284 miteinander verschweißt, insbesondere laserverschweißt.Particularly preferably, the upper and lower parts 268, 284 are welded together, in particular laser welded.

Nachfolgend wird die Halterung des Sensorelements anhand
der 21 - 23 erläutert. In 21 A sind zwei Sensorelemente 30 am gemeinsamen Sensorelementhalter 28 befestigt. Der Sensorelementhalter 28 weist einen plattenförmigen Körper 420 (siehe 21A) mit einer im Wesentlichen rechteckigen Grundform auf.
The mounting of the sensor element is described below using
the 21 - 23 explained. In 21 A Two sensor elements 30 are attached to the common sensor element holder 28. The sensor element holder 28 has a plate-shaped body 420 (see 21A) with an essentially rectangular basic shape.

Der plattenförmige Körper 420 umfasst eine Vorderseite 422, eine davon abgewandte Rückseite 424 sowie zwei Längsseiten 426 zwischen der Vorderseite 422 und der Rückseite 424, welche jeweils zwei Stirnseiten 428 verbinden.The plate-shaped body 420 comprises a front side 422, a rear side 424 facing away from it, and two longitudinal sides 426 between the front side 422 and the rear side 424, which each connect two end sides 428.

In Längsseiten 426 ist in der Wand jeweils ein Vorspannmechanismus 432 gehaltert.A pre-tensioning mechanism 432 is mounted in the wall on each of the long sides 426.

In der Mitte zwischen den beiden Vorspannmechanismen 426 sind senkrecht zur Bewegungsrichtung RV des Vorspannmechanismus 432 voneinander entfernte Anschlagselemente 434 vorgesehen, gegen die die Sensorelemente 30 geklemmt werden. Die Bewegungsrichtung RV ist in 22C gezeigt.In the middle between the two pre-tensioning mechanisms 426, stop elements 434 are provided, which are spaced apart perpendicular to the direction of movement R V of the pre-tensioning mechanism 432 and against which the sensor elements 30 are clamped. The direction of movement R V is in 22C shown.

Insbesondere sind die Anschlagselemente 434 als Vorsprünge in Form von Längsstegen ausgeführt, die jeweils eine Erstreckungsrichtung aufweisen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung Rv des Vorspannmechanismus 432 ist.In particular, the stop elements 434 are designed as projections in the form of longitudinal webs, each having an extension direction that is perpendicular to the direction of movement R v of the pretensioning mechanism 432.

Wie in 21A zu erkennen ist, sitzt der Vorspannmechanismus 432 in seiner Bewegungsrichtung gesehen mittig zwischen den Anschlagelementen 434.As in 21A As can be seen, the pre-tensioning mechanism 432 is located centrally between the stop elements 434 in its direction of movement.

Insbesondere können zumindest die beiden Anschlagselement 434 jeweils einstückig in den Sensorelementhalter 28 übergehen.In particular, at least the two stop elements 434 can each merge integrally into the sensor element holder 28.

Ferner weist der plattenförmige Körper 420 an seiner Vorderseite 422 durch Vertiefungen gebildete Aufnahmen 436 für die Sensorelemente 26 auf. Gegenüber einem Boden 438 der Vertiefung stehen die Anschlagselemente 434 vor.Furthermore, the plate-shaped body 420 has recesses 436 formed by recesses on its front side 422 for the sensor elements 26. The stop elements 434 protrude from a bottom 438 of the recess.

Die Aufnahmen 436 sind insbesondere eine senkrecht zur Bewegungsrichtung Rv des Vorspannmechanismus 432 verlaufende, durchgehende Vertiefungen.The receptacles 436 are, in particular, a continuous recess extending perpendicular to the direction of movement R v of the pretensioning mechanism 432.

Jeder Vorspannmechanismus 432 ist dazu ausgebildet, seitlich in Richtung der beiden Abschlagselemente 434 zu wirken und somit ein in der Aufnahme 436 angeordnetes Sensorelement 26 seitlich gegen die Anschlagselement 434 verliersicher vzu spannen.Each pre-tensioning mechanism 432 is designed to act laterally in the direction of the two knock-off elements 434 and thus to tension a sensor element 26 arranged in the receptacle 436 laterally against the stop element 434 in a captive manner.

Die Vorspannmechanismen 432 sind spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene 437 ausgebildet, sodass auf jeder der an der Vorderseite 422 angrenzenden Längsseiten 426 ein Vorspannmechanismus 432 und eine zugeordnete Aufnahme 436 vorhanden ist, wobei die Spiegelebene 437 durch die Anschlagselemente 434 verläuft.The pretensioning mechanisms 432 are formed mirror-symmetrically to a mirror plane 437, so that a pretensioning mechanism 432 and an associated receptacle 436 are present on each of the longitudinal sides 426 adjacent to the front side 422, wherein the mirror plane 437 extends through the stop elements 434.

Wie in 21B zu sehen ist, ist der Boden 438 jeder Vertiefung mit mehreren Absätzen 440 versehen, die jeweils einen nach oben zeigenden Kontaktabschnitt aufweisen. Die Kontaktabschnitte sind als ebene Flächen ausgeführt. Zwischen den Absätzen 440 erstrecken sich Rillen 444.As in 21B As can be seen, the bottom 438 of each recess is provided with a plurality of shoulders 440, each having an upwardly facing contact portion. The contact portions are designed as flat surfaces. Grooves 444 extend between the shoulders 440.

Genauer betrachtet umfasst die Vertiefung an ihren seitlichen Rändern jeweils einen als Absatz 440 ausgebildeten seitlichen Kontaktabschnitt 441, auf dem das Sensorelement 26 randseitig flächig aufliegen kann. Zwischen den seitlichen Kontaktabschnitten 441 ist wenigstens ein, parallel zu den seitlichen Kontaktabschnitt 441 verlaufender mittiger Kontaktabschnitt 443 vorgesehen, auf dem das Sensorelement 26 ebenfalls aufliegt.More precisely, the recess comprises, at each of its lateral edges, a lateral contact section 441 formed as a shoulder 440, on which the sensor element 26 can rest flatly at the edge. Between the lateral contact sections 441, at least one central contact section 443 is provided, running parallel to the lateral contact section 441, on which the sensor element 26 also rests.

In einem gekoppelten Zustand von Sensorelement 26 und Sensorelementhalter 28 ist zwischen den benachbarten Kontaktabschnitten 441, 443 ein dazwischenliegender, luftgefüllter Reflexionskanal 445 (siehe 21A und 22A) gebildet.In a coupled state of sensor element 26 and sensor element holder 28, an air-filled reflection channel 445 (see 21A and 22A) formed.

Wie in den 21A, 22A und 25 besonders gut zu erkennen ist, bildet jedes Sensorelement 26 in jeder Aufnahme 436 jeweils zwei Reflexionskanäle 445 im Bereich der Rillen 444. Jeder Reflexionskanal 445 weist dabei eine Eintrittsöffnung 446, die mit einer ersten Stirnseite 428 korrespondiert, und eine Austrittsöffnung 447 auf, die mit der dazu entgegengesetzten zweiten Stirnseite 426 des Sensorelementhalters 28 korrespondiert.As in the 21A , 22A and 25 As can be seen particularly well, each sensor element 26 in each receptacle 436 forms two reflection channels 445 in the region of the grooves 444. Each reflection channel 445 has an inlet opening 446, which corresponds to a first end face 428, and an outlet opening 447, which corresponds to the opposite second end face 426 of the sensor element holder 28.

Nachfolgend wird der Vorspannmechanismus 432 näher erläutert.The preloading mechanism 432 is explained in more detail below.

Jedem Vorspannmechanismus 432 ist ein Klemmelement 448 zugeordnet.Each preloading mechanism 432 is associated with a clamping element 448.

Das Klemmelement 448 umfasst einen Führungsabschnitt 450 in Form eines Blocks, der in einer dazu passenden Aussparung 454 (siehe 23) in einer der Längsseiten 426 eingelassen ist. Mit dem Führungsabschnitt 450 ist der Vorspannmechanismus 432 linear im plattenförmigen Körper 420 geführt. Dabei ist die Aussparung 454 in Bewegungsrichtung Rv des Vorspannmechanismus 432 länger als der Block, sodass sich dieser entlang der Bewegungsrichtung Rv des Vorspannmechanismus 432 linear führen lässt.The clamping element 448 comprises a guide section 450 in the form of a block, which is received in a matching recess 454 (see 23 ) is embedded in one of the longitudinal sides 426. The guide section 450 guides the pretensioning mechanism 432 linearly in the plate-shaped body 420. The recess 454 is longer than the block in the direction of movement R v of the pretensioning mechanism 432, so that the block can be guided linearly along the direction of movement R v of the pretensioning mechanism 432.

Vom Führungsabschnitt 450 ragt ein Führungssteg 456 nach oben vor, der sich entlang der Bewegungsrichtung Rv des Vorspannmechanismus 432 erstreckt. Insbesondere gehen der Führungssteg 456 und der Führungsabschnitt 450 einstückig ineinander über.A guide web 456 projects upward from the guide section 450 and extends along the direction of movement R v of the pretensioning mechanism 432. In particular, the guide web 456 and the guide section 450 merge into one another in one piece.

Wie in 22C gezeigt ist, erstreckt sich der Führungssteg 456 durch die eine Ausnehmung im Sensorelementhalter bis zur jeweiligen Aufnahme 436 hindurch.As in 22C As shown, the guide web 456 extends through one recess in the sensor element holder to the respective receptacle 436.

Der Führungssteg 456 weist eine, in Richtung Anschlagselement 434 ausgerichtete Kontaktnase 460 (siehe 21B) mit einem flachen stirnseitigen Ende auf, das jeweils an beiden Seiten abgeschrägte Flanken aufweist. Das flache Ende der Kontaktnase 460 drückt stirnseitig gegen das Sensorelement 26, um es in der Aufnahme 436 sicher einzuspannen.The guide web 456 has a contact nose 460 aligned in the direction of the stop element 434 (see 21B) with a flat front end that has beveled flanks on both sides. The flat end of the contact nose 460 presses against the front of the sensor element 26 to securely clamp it in the receptacle 436.

Zur Einstellung der Vorspannung ist dem Vorspannmechanismus 432 ferner eine Stellschraube 468 zugeordnet, die in eine Gewindebohrung 476 im plattenförmigen Körper 420 unterschiedlich tief eingedreht werden kann, um den Vorspannmechanismus 432 zu verschieben.To adjust the preload, the preload mechanism 432 is also assigned an adjusting screw 468, which can be screwed into a threaded bore 476 in the plate-shaped body 420 to different depths in order to move the preload mechanism 432.

Ferner ist in der einer vergrößerten Bohrung im Führungsabschnitt 450 im eine Feder 482 vorgesehen, welche die Stellschraube 468 und damit den Vorspannmechanismus 432 entgegen der Bewegungsrichtung Rv des Vorspannmechanismus 432 vorspannt.Furthermore, a spring 482 is provided in an enlarged bore in the guide section 450, which spring preloads the adjusting screw 468 and thus the preloading mechanism 432 against the direction of movement R v of the preloading mechanism 432.

Seitlich neben der Stellschraube 468 (siehe 23) hat jedes Klemmelement 448 zwei seitliche Öffnungen 484 zur Aufnahme von Führungsstiften 486, die in dem plattenförmigen Körper 420 eingepresst sind und als Linearführungen dienen.To the side of the adjusting screw 468 (see 23 ) each clamping element 448 has two lateral openings 484 for receiving guide pins 486 which are pressed into the plate-shaped body 420 and serve as linear guides.

Das Klemmelement 448 ist insbesondere aus einem weicheren Material (z.B. aus Kunststoff) gefertigt als der plattenförmige Körper 420, die Anschlagselemente 434 und das Sensorelement 26.The clamping element 448 is in particular made of a softer material (e.g., plastic) than the plate-shaped body 420, the stop elements 434, and the sensor element 26.

Darüber hinaus ist im plattenförmigen Körper 420 ein Durchgangsloch 491 (siehe 23) vorgesehen.In addition, a through hole 491 (see 23 ) is provided.

Das Sensorelement 26 ist ein Kristallblock. Dieser besitzt eine im Wesentlichen rechteckige Grundform und weist eine Sensorelementrückseite 494 (siehe 22A) sowie zwei daran angrenzende Seitenflächen 496 auf, die an der Oberfläche 30 des Sensorelements 26 abschließen. Zwischen der Oberfläche 30 des Sensorelements 26 und der Sensorelementrückseite 494 sind jeweils angeschrägte Stirnseiten 498 vorgesehen.The sensor element 26 is a crystal block. This has a substantially rectangular basic shape and has a sensor element back 494 (see 22A) and two adjacent side surfaces 496, which terminate at the surface 30 of the sensor element 26. Between the surface 30 of the sensor element 26 and the sensor element rear side 494, beveled end faces 498 are provided.

Besonders bevorzugt beträgt der Winkel zwischen der Sensorelementrückseite 494 und der angeschrägten Stirnseite in etwa 45 Grad.Particularly preferably, the angle between the sensor element back 494 and the beveled front side is approximately 45 degrees.

In 22A ist weiter gezeigt, dass der Kristallblock zum Einspannen in den Sensorelementhalter 28 mit seiner Sensorelementrückseite 494 auf die Kontaktabschnitte 441 und 443 gelegt wird. Eine Seitenfläche 496 des Kristallblocks liegt dabei an der Stirnseite der Kontaktnase 460 an. Ein Anziehen der Stellschraube 468 bewirkt einen linearen Vorschub des Klemmelements 448 in Richtung der Anschlagselemente 434, sodass der Kristallblock in der Aufnahme 436 zwischen dem Anschlagselement 434 und dem Klemmelement 448 eingespannt wird.In 22A It is further shown that the crystal block is placed with its sensor element backside 494 on the contact sections 441 and 443 for clamping into the sensor element holder 28. A side surface 496 of the crystal block rests against the front side of the contact nose 460. Tightening the adjusting screw 468 causes a linear advance of the clamping element 448 in the direction of the stop elements 434, so that the crystal block is clamped in the receptacle 436 between the stop element 434 and the clamping element 448.

Ferner ist, wie z.B. in 21B gezeigt, im Bereich um die Austrittsöffnung 447 und die Eintrittsöffnung 446 ein Einschnitt 500 im plattenförmigen Körper 420 vorgesehen, sodass die angeschrägten Stirnseiten 498 in Richtung der Rückseite 424 nicht vom Boden 438 bzw. der Aufnahme 436 bedeckt werden. In Folge dessen kann ein IR-Strahl frei und nahezu senkrecht auf die angeschrägte Stirnseite 498 auftreffen.Furthermore, as in 21B As shown, a notch 500 is provided in the plate-shaped body 420 in the area around the outlet opening 447 and the inlet opening 446, so that the beveled end faces 498 in the direction of the rear side 424 are not covered by the base 438 or the receptacle 436. As a result, an IR beam can impinge freely and almost perpendicularly on the beveled end face 498.

Der Sensorelementhalter 28 zusammen mit den darin aufgenommenen Sensorelementen 26 kann mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 in Eingriff gebracht werden, insbesondere mit der Basisfläche 316 des blockförmigen Abschnitts 314.The sensor element holder 28 together with the sensor elements 26 accommodated therein can be engaged with the disposable fluid guide assembly 32, in particular with the base surface 316 of the block-shaped portion 314.

Der gekoppelte Zustand von Sensorelementhalter 28 mit dem darin aufgenommenen Sensorelement 26 und der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 ist in 24 gezeigt.The coupled state of the sensor element holder 28 with the sensor element 26 accommodated therein and the disposable fluid guide assembly 32 is shown in 24 shown.

Dazu wird der Sensorelementhalter 28 mit seiner Vorderseite 422 auf den, die Interaktionsbahnen 318 umgebenen Abschnitt der Basisfläche 316 in flächige Anlage gebracht und über an der Vorderseite 422 des Sensorelementhalters 28 vorgesehene oberseitige Vertiefungen 502 (siehe 21B) zum blockförmigen Abschnitt 314 ausgerichtet, indem dessen hülsenförmige, vorstehende Ausrichtvorsprünge (siehe 8) in die Vertiefungen 502 passgenau eindringen. Schrauben 600 ragen dann durch die zentralen Löcher der Ausrichtvorsprünge 322 und werden in Innengewinde im blockförmigen Abschnitt 314 eingedreht, um die Sensorelemente 26 gegen den blockförmigen Abschnitt 314 zu drücken und die vorher an dieser Seite offenen Interaktionskammern 24 zu schließen.For this purpose, the sensor element holder 28 is brought into planar contact with its front side 422 on the section of the base surface 316 surrounding the interaction paths 318 and is fixed via upper-side recesses 502 provided on the front side 422 of the sensor element holder 28 (see 21B) to the block-shaped section 314 by its sleeve-shaped, protruding alignment projections (see 8 ) precisely penetrate into the recesses 502. Screws 600 then protrude through the central holes of the alignment projections 322 and are screwed into internal threads in the block-shaped section 314 in order to press the sensor elements 26 against the block-shaped section 314 and close the interaction chambers 24 previously open on this side.

Um den Sensorelementhalter 28 verwechslungssicher und positionsgenau in der Einbaulage an der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 anzubringen, sind z.B. ein Ausrichtvorsprung 322 und eine Vertiefung 502 im Durchmesser größer als die anderen.In order to attach the sensor element holder 28 to the disposable fluid guide assembly 32 in a manner that is secure from confusion and precisely positioned in the installation position, an alignment projection 322 and a recess 502, for example, are larger in diameter than the others.

Der an der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 befestigte Sensorelementhalter 28 mit dem darin aufgenommenen Sensorelement 26 kann sodann mit der Optikeinheit 34 der Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 gekoppelt werden. Dazu ist der Sensorelementhalter 28 mit dem darin aufgenommenen Sensorelement 26 im Strahlengang 42 auszurichten, um ein IR-Spektrum von der Oberfläche aufzunehmen. Das Ausrichten erfolgt durch die bereits angesprochene Zentriereinheit 56, die nachfolgend näher erläutert wird.The sensor element holder 28, which is attached to the disposable fluid guide assembly 32 and contains the sensor element 26, can then be coupled to the optical unit 34 of the protein defect diagnostic device 10. For this purpose, the sensor element holder 28, with the sensor element 26 contained therein, must be aligned in the beam path 42 to record an IR spectrum of the surface. Alignment is performed by the previously mentioned centering unit 56, which is explained in more detail below.

Damit der Sensorelementhalter 28 mit der Zentriereinheit 56 interagieren kann, ist der Sensorelementhalter 28 mit einer unterseitigen Ausrichtungsgeometrie in Form eines Langlochs 606 und eines Rundlochs 608 versehen, auf die nachfolgend anhand der 26 - 30 genauer eingegangen wird.In order for the sensor element holder 28 to interact with the centering unit 56, the sensor element holder 28 is provided with an underside alignment geometry in the form of an elongated hole 606 and a round hole 608, which will be described below with reference to the 26 - 30 will be discussed in more detail.

Die Zentriereinheit 56 weist eine Kontaktseite in Form des Bodens 616 (siehe 27) auf, die mit dem Sensorelementhalter 28 reversibel koppelbar ist und auf welcher der Sensorelementhalter 28 mit seiner Rückseite 424 flächig aufliegt. Dies ist beispielhaft in den 26 und 27 gezeigt.The centering unit 56 has a contact side in the form of the bottom 616 (see 27 ) which can be reversibly coupled to the sensor element holder 28 and on which the sensor element holder 28 rests flat with its rear side 424. This is exemplified in the 26 and 27 shown.

Ferner ist in den 26 und 27 gut zu erkennen, dass die Zentriereinheit 56 die Form eines Behälters 612 aufweist. Vorzugsweise ist der Behälter 612 aus einem wärmeleitenden Material gefertigt, bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff oder einer Legierung.Furthermore, in the 26 and 27 It can be clearly seen that the centering unit 56 has the shape of a container 612. The container 612 is preferably made of a heat-conducting material, preferably a metallic material or an alloy.

Der Begriff „Behälter“ soll im Zusammenhang mit der Aufnahme eines Teiles der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 mitsamt Sensorelementhalter 28 und Sensorelement 26 bedeuten, dass hier eine Aufnahme für diese Teile ausgebildet ist, um von mehreren Seiten aus eine Wärmezuführung oder Wärmeabfuhr zu ermöglichen. Das erfordert keinen geschlossenen oder fluiddichten Behälter, sondern einen Boden 616 und eine oder mehrere Seitenwände 618 zur Wärmeübertragung. Optional können Boden 616 und Seitenwand oder Seitenwände 618 auch in Kontakt mit dem Sensorelementhalter 28 und der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 stehen. Wenn der blockförmige Abschnitt 314 aber von allen Seiten vom Behälter 612 umgeben ist, ist die Wärmeübertragung maximiert.The term "container" in the context of accommodating a portion of the disposable fluid guide assembly 32 together with the sensor element holder 28 and sensor element 26 means that a receptacle for these parts is formed here to enable heat supply or heat dissipation from multiple sides. This does not require a closed or fluid-tight container, but rather a base 616 and one or more side walls 618 for heat transfer. Optionally, the base 616 and side wall or side walls 618 can also be in contact with the sensor element holder 28 and the disposable fluid guide assembly 32. However, if the block-shaped section 314 is surrounded on all sides by the container 612, heat transfer is maximized.

In dem Behälter 612 ist eine zentrale Ausnehmung 614 vorgesehen, die von einem Boden 616, einer dem Boden 616 entgegengesetzten Behälteröffnung und vier Seitenwänden 618 definiert ist.A central recess 614 is provided in the container 612, which is defined by a bottom 616, a container opening opposite the bottom 616 and four side walls 618.

Der Boden 616 ist geschlossen, rahmenartig von den vier Seitenwänden 618 umgeben.The floor 616 is closed, surrounded by the four side walls 618 in a frame-like manner.

Bevorzugt entspricht die Form der zentralen Ausnehmung 614 der Form des Querschnitts des blockförmigen Abschnitts 314 und/oder des Sensorelementhalters 28, um diese ohne großen seitlichen Spalt aufzunehmen. Im vorliegenden Fall weist die zentrale Ausnehmung 614 daher eine rechteckige Grundform auf.Preferably, the shape of the central recess 614 corresponds to the shape of the cross section of the block-shaped portion 314 and/or the sensor element holder 28 in order to accommodate them without a large lateral gap. In the present case, the central recess 614 therefore has a rectangular basic shape.

Wie in 27 gezeigt ist, kann der Sensorelementhalter 28, der mit dem Sensorelement 26 bestückt ist, zusammen mit dem blockartige Abschnitt 314 in die zentrale Ausnehmung 614 eingebracht werden, sodass die Rückseite 424 auf dem Boden 616 flächig aufliegt. Dabei bildet der Boden 616 die Kontaktseite der Zentriereinheit 56.As in 27 As shown, the sensor element holder 28, which is equipped with the sensor element 26, can be inserted into the central recess 614 together with the block-like section 314, so that the rear side 424 rests flat on the base 616. The base 616 forms the contact side of the centering unit 56.

Um den Sensorelementhalter 28 im Strahlengang 42 auszurichten, weist die Zentriereinheit 56 zwei Zentrierelemente auf. Diese sind näher in den 28 und 29 erläutert.In order to align the sensor element holder 28 in the beam path 42, the centering unit 56 has two centering elements. These are located closer to the 28 and 29 explained.

Die Zentrierelemente sind als einfedernd gelagerte Führungsstifte 622 ausgestaltet, die in je einem zugeordneten Durchgangsloch 624 im Boden 616 des Behälters 612 geführt sind.The centering elements are designed as spring-loaded guide pins 622, each of which is guided in an associated through hole 624 in the bottom 616 of the container 612.

Wie in 28 gezeigt ist, sind die Führungsstifte 622 nicht im Behälter 612, sondern in einem Basisblock 626 verankert, der unterhalb des Behälters 612 angeordnet ist und diesen abstützt.As in 28 As shown, the guide pins 622 are not anchored in the container 612, but in a base block 626 which is arranged below the container 612 and supports it.

Der Basisblock 626 weist ein im Wesentlichen U-förmiges Profil auf, mit zwei Füßen 625 und einer Ablagefläche 627, auf welcher der Behälter 612 befestigt werden kann. In der Ablagefläche 627 sind auch die Führungsstifte 622 verankert. Der Basisblock 626 kann bspw. über seine beiden Füße 625 an einer Basisplatte (hier nicht gezeigt) befestigt werden.The base block 626 has a substantially U-shaped profile, with two feet 625 and a support surface 627 on which the container 612 can be mounted. The guide pins 622 are also anchored in the support surface 627. The base block 626 can, for example, be attached to a base plate (not shown here) via its two feet 625.

Jeder der beiden Führungsstifte 622 weist ein konisches Ende 628 auf, das vom Basisblock 626 abgewandt ist und in die zentrale Ausnehmung 614 des Behälters 612 ragt.Each of the two guide pins 622 has a conical end 628 which faces away from the base block 626 and projects into the central recess 614 of the container 612.

An das konische Ende 628 schließt sich ein Schaft 630 (siehe 27) an, der sich durch das Durchgangsloch 624 im Boden 616 des Behälters 612 seitlich passgenau erstreckt und in einer Zentrierausnehmung auf der Anlagefläche des Basisblocks 626 endet und in dieser verankert ist. Alternativ hierzu können die Führungsstifte 622 auch im gesamten Bereich in dem sie in den Sensorelementhalter 28 ragen, konisch ausgebildet sein.The conical end 628 is followed by a shaft 630 (see 27 ), which extends laterally through the through-hole 624 in the base 616 of the container 612 and terminates in a centering recess on the contact surface of the base block 626 and is anchored therein. Alternatively, the guide pins 622 can also be conical in the entire area in which they protrude into the sensor element holder 28.

Der Zentrierausnehmung ist ein Vorspannmechanismus 634 mit Federn 642 zugeordnet, um die Führungsstifte 622 axial federnd nach oben vorzuspannen. Zur Aufnahme der Federn 642 haben die Führungsstifte 622 einen verbreiterten Schaftabschnitt, der im Basisblock 626 gelagert ist.A preloading mechanism 634 with springs 642 is assigned to the centering recess to axially spring-load the guide pins 622 upward. To accommodate the springs 642, the guide pins 622 have a widened shaft section that is mounted in the base block 626.

Die Führungsstifte 622 können in axialer Richtung soweit einfedern, dass die Rückseite 424 des Sensorelementhalters 28 am Boden 616 anschlägt.The guide pins 622 can deflect in the axial direction to such an extent that the rear side 424 of the sensor element holder 28 strikes the bottom 616.

Das Zentrieren über die Zentriereinheit 56 kann wie folgt durchgeführt werden (siehe 27). Der Sensorelementhalter 28 wird zunächst an der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 befestigt und kann anschließend mit der Rückseite 424 voran in die zentrale Ausnehmung 614 eingebracht werden, wobei ein Führungsstift 622 in das Langloch 606 und ein Führungsstift 622 in das Rundloch 608 eingreift. Damit ist der Sensorelementhalter 28 in der x-y-Ebene ausgerichtet. Für die Ausrichtung entlang der z-Achse und senkrecht zur z-Achse wird der Sensorelementhalter 28 weiter in Richtung Boden 616 gedrückt, wobei die Führungsstifte 622 nachgeben und den Sensorelementhalter 28 bis auf den Boden 616 führen, wo dieser mit seiner Rückseite 424 in Anlage kommt. Damit ist der Sensorelementhalter 28 in der z-Achse und senkrecht hierzu ausgerichtet. Das Langloch 606 weist eine ovale Kontur auf bzw. ist angeschrägt ausgeführt, sodass der Führungsstift 622 besser eingreifen kann.Centering via the centering unit 56 can be carried out as follows (see 27 ). The sensor element holder 28 is first attached to the disposable fluid guide assembly 32 and can then be inserted with the rear side 424 first into the central recess 614, with a guide pin 622 engaging in the elongated hole 606 and a guide pin 622 engaging in the round hole 608. The sensor element holder 28 is thus aligned in the xy plane. For alignment along the z-axis and perpendicular to the z-axis, the sensor element holder 28 is pressed further towards the base 616, with the guide pins 622 giving way and guiding the sensor element holder 28 down to the base 616, where it comes into contact with its rear side 424. The sensor element holder 28 is thus aligned in the z-axis and perpendicular to this. The elongated hole 606 has an oval contour or is bevelled so that the guide pin 622 can engage better.

Ferner ist der Behälter 612 mit zwei Strahlengangschächten 645 (siehe 27 und 28) versehen, die sich durch zwei Seitenwände 618 erstrecken, einander gegenüberliegend angeordnet sind und in die zentrale Ausnehmung 614 münden.Furthermore, the container 612 is provided with two beam path shafts 645 (see 27 and 28 ) which extend through two side walls 618, are arranged opposite each other and open into the central recess 614.

Konsequenterweise sind die unterseitige Ausrichtungsgeometrie und die Zentrierelemente derart auf einander abgestimmt, dass die Eintrittsöffnung 446 und die Austrittsöffnung 447 jeweils in Richtung einer der beiden Strahlengangschächte 645 zeigen.Consequently, the underside alignment geometry and the centering elements are coordinated with each other in such a way that the inlet opening 446 and the outlet opening 447 each point in the direction of one of the two beam path shafts 645.

Ferner münden die Strahlengangschächte 645 jeweils mit ihrem, der Ausnehmung 614 abgewandten Ende am Basisblock 626, wobei im Basisblock 626 ebenfalls zu den Strahlengangschächten 645 im Behälter 612 korrespondierende Strahlengangschächte 645 vorgesehen sind, die sich an diese anschließen. Diese erstrecken sich ebenfalls im Wesentlichen vollständig durch den Basisblock 626. Die Strahlengangschächte 645 sind dazu eingerichtet, den Strahlengang 42 aufzunehmen und von der Optikeinheit 34, die üblicherweise unterhalb des Basisblocks 626 angeordnet ist, über die Strahlengangschächte 645 in die Ausnehmung 614, in das Sensorelement 26 und wieder hinaus zu führen.Furthermore, the beam path shafts 645 each terminate at the base block 626 with their end facing away from the recess 614, wherein the base block 626 also contains beam path shafts 645 corresponding to and adjoining the beam path shafts 645 in the container 612. These also extend essentially completely through the base block 626. The beam path shafts 645 are configured to receive the beam path 42 and to guide it from the optical unit 34, which is typically arranged below the base block 626, via the beam path shafts 645 into the recess 614, into the sensor element 26, and out again.

Üblicherweise erstrecken sich die beiden Strahlengangschächte 645 in einem 45° Winkel zu einer Ebene, in welcher der Boden 616 des Behälters 612 liegt, sodass der Strahlengang einen rechten Winkel zu der angeschrägten Stirnseite 498 aufweist.Typically, the two beam path shafts 645 extend at a 45° angle to a plane in which the bottom 616 of the container 612 lies, so that the beam path has a right angle to the beveled end face 498.

Ferner kann eine Leckageschutzeinheit (hier nicht gezeigt) vorgesehen sein, mit einem, den Behälter 612 wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig umlaufenden Auffangbecken (hier nicht gezeigt) und einem Sensor (hier nicht gezeigt) zur Erfassung von Fluid im Auffangbecken, der mit der Steuerung 48 verbunden ist, die so ausgebildet ist, dass sie bei Fluidaustritt ein Signal ausgibt.Furthermore, a leakage protection unit (not shown here) can be provided, with a collecting basin (not shown here) that at least partially, preferably completely, surrounds the container 612 and a sensor (not shown here) for detecting fluid in the collecting basin, which sensor is connected to the controller 48, which is designed to output a signal when fluid escapes.

Ferner weist der Behälter 612 (siehe 30) zwei Medienanschlussblöcke 646 auf, die jeweils in einer separaten Aufnahmeöffnung 648 im Behälter 612 aufgenommen sind. Die Medienanschlussblöcke 646 dienen wie gesagt dazu, die Konditionierungsfluid führenden Kanäle in der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 mit den Vorratsbehältern 94 und den Entsorgungsbehältern 174 schnell und sicher reversibel zu koppeln.Furthermore, the container 612 (see 30 ) has two media connection blocks 646, each of which is received in a separate receiving opening 648 in the container 612. As mentioned, the media connection blocks 646 serve to quickly and safely reversibly couple the conditioning fluid-carrying channels in the disposable fluid guide assembly 32 to the storage containers 94 and the disposal containers 174.

Die Aufnahmeöffnungen 648 für die Medienanschlussblöcke 646 haben eine längliche, kastenförmige Form und sind an zwei entgegengesetzten Seiten des Behälters 612 vorgesehen. Auf die beiden Medienanschlussblöcke 646 wird weiter unten in der Beschreibung genauer eingegangen.The receiving openings 648 for the media connection blocks 646 have an elongated, box-like shape and are provided on two opposite sides of the container 612. The two media connection blocks 646 will be discussed in more detail below in the description.

Ferner weist der Behälter 612 zwei Aufnahmeöffnungen 650 für Sensorelementblöcke 652 auf, wie in 30 gezeigt ist.Furthermore, the container 612 has two receiving openings 650 for sensor element blocks 652, as shown in 30 is shown.

Die Aufnahmeöffnungen 650 für Sensorelementblöcke 652 haben eine längliche, kastenförmige Form und sind an entgegengesetzten Seiten der Ausnehmung 614 vorgesehen. Insbesondere ist jeweils eine Aufnahmeöffnung 650 für Sensorelementblöcke 652 zwischen einer Aufnahmeöffnung 648 für Medienanschlussblöcke 646 und der zentralen Ausnehmung 614 angeordnet.The receiving openings 650 for sensor element blocks 652 have an elongated, box-like shape and are provided on opposite sides of the recess 614. In particular, a receiving opening 650 for sensor element blocks 652 is arranged between a receiving opening 648 for media connection blocks 646 and the central recess 614.

Insbesondere kann es sich bei den beiden Sensorelementblöcken 652 jeweils um Detektionseinheiten 653 handeln, die mit optischen Sensoren 651 ausgerüstet sind.In particular, the two sensor element blocks 652 may each be detection units 653 equipped with optical sensors 651.

Die Detektionseinheiten 653 sind dazu eingerichtet, angrenzend an die Enden 66, 70 der Interaktionskammer 24 den Fluidstrom kontaktlos zu überwachen.The detection units 653 are configured to contactlessly monitor the fluid flow adjacent to the ends 66, 70 of the interaction chamber 24.

Beispielsweise kann es sich bei der Detektionseinheit 653 um eine Quelle für die Erzeugung von Strahlung mit bestimmten Wellenlängen handeln, mit der die Fluidkanäle der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 bestrahlt werden können, oder es handelt sich um einen Detektor 684, der Strahlung mit bestimmten Wellenlängen detektieren kann.For example, the detection unit 653 may be a source for generating radiation with specific wavelengths with which the fluid channels of the disposable fluid guide assembly 32 can be irradiated, or it may be a detector 684 that can detect radiation with specific wavelengths.

Auf der, der Ausnehmung 614 abgewandten Seite einer der beiden Ausnahmeöffnungen 650 ist jeweils ein Kabelschacht 654 vorgesehen, der sich bis zur Außenkontur des Behälters 612 erstrecken und diesen mit der Ausnahmeöffnung 650 verbindet. In den Kabelschächten 654 können Kabel verlegt sein, um die Sensorelementblöcke 652 an die Ansteuereinheit 46, insbesondere die Auswerteeinheit 50 und die Steuerung 48 signalübertragend anzuschließen.On the side of each of the two recess openings 650 facing away from the recess 614, a cable duct 654 is provided, which extends to the outer contour of the container 612 and connects it to the recess opening 650. Cables can be laid in the cable ducts 654 in order to connect the sensor element blocks 652 to the control unit 46, in particular the evaluation unit 50 and the controller 48, in a signal-transmitting manner.

Ferner werden die beiden Aufnahmeöffnungen 650 jeweils auf einer der Aufnahmeöffnungen 648 zugewandten Seite von einer Wandung 656begrenzt, sodass die Sensorelementblöcke 652 sicher positioniert aufgenommen sind.Furthermore, the two receiving openings 650 are each delimited by a wall 656 on a side facing the receiving openings 648, so that the sensor element blocks 652 are received in a securely positioned manner.

Darüber ist am Boden 616 des Behälters 612 ein gegenüber dem Boden 616 vorstehendes, axial vorgespanntes und einfedernd gelagertes Thermosensorelement 660 (siehe 31) angeordnet.Above this, on the bottom 616 of the container 612, there is a thermosensor element 660 which projects relative to the bottom 616, is axially prestressed and resiliently mounted (see 31 ) are arranged.

Das Thermosensorelement 660 erstreckt sich im gekoppelten Zustand in das Durchgangsloch 491 im Sensorelementhalter 28, um die Temperatur der Sensorelementrückseite 494 des Sensorelements 26 zu erfassen.The thermal sensor element 660 extends in the coupled state into the through hole 491 in the sensor element holder 28 to measure the temperature the sensor element back 494 of the sensor element 26.

Nachfolgend werden die Medienanschlussblöcke 646 anhand der 32 bis 34 genauer erläutert.The media connection blocks 646 are described below using the 32 to 34 explained in more detail.

Jeder Medienanschlussblock 646 weist jeweils ein blockförmiges Gehäuse 686 auf, mit einer Oberseite 688 und einer entgegengesetzt davon angeordneten Unterseite 690.Each media connection block 646 has a block-shaped housing 686 with a top side 688 and a bottom side 690 arranged opposite thereto.

Zwischen der Oberseite 688 und der Unterseite 690 erstrecken sich an den entgegengesetzten Enden jeweils Stirnseiten 692, die jeweils über zwei Längsseiten 694 miteinander verbunden sind.Between the top side 688 and the bottom side 690, end faces 692 extend at the opposite ends, which are each connected to one another via two longitudinal sides 694.

Der Medienanschlussblock 646 ist mit der Unterseite 690 in die Aufnahmeöffnung 648 voran aufgenommen, sodass die Oberseite 688 freiliegt.The media connection block 646 is received with the bottom 690 first in the receiving opening 648 so that the top 688 is exposed.

Auf der Oberseite 688 sind mehrere erste Medienzuflussöffnungen 698 vorgesehen, von denen nur einige mit Bezugszeichen versehen sind, sowie mehrere zweite Medienzuflussöffnungen 700, wobei die mehreren ersten Medienzuflussöffnungen 698 der einen Längsseite 694 und die mehreren zweiten Medienzuflussöffnungen 700 der anderen Längsseite 694 zugeordnet sind. Genauer betrachtet liegen die mehreren ersten Medienzuflussöffnungen 698 und die mehreren zweiten Medienzuflussöffnungen 700 jeweils auf einer geraden Linie.On the upper side 688, a plurality of first media inflow openings 698 are provided, only some of which are provided with reference numerals, as well as a plurality of second media inflow openings 700, wherein the plurality of first media inflow openings 698 are assigned to one longitudinal side 694 and the plurality of second media inflow openings 700 are assigned to the other longitudinal side 694. In more detail, the plurality of first media inflow openings 698 and the plurality of second media inflow openings 700 each lie on a straight line.

Die jeweils in einer Reihe angeordneten ersten Medienzuflussöffnungen 698 und die zweiten Medienzuflussöffnungen 700 der Oberseite 688 sind dazu eingerichtet, an die Mediensteigleitungen 414 der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 reversibel angekoppelt zu werden.The first media inflow openings 698 and the second media inflow openings 700 of the upper side 688, each arranged in a row, are designed to be reversibly coupled to the media risers 414 of the disposable fluid guide assembly 32.

Die ersten Medienzuflussöffnungen 698 sind jeweils mit Öffnungen 698' auf einer Längsseite 694 und die zweiten Medienzuflussöffnungen 700 jeweils mit Öffnungen 700' auf der anderen Längsseite 694 über L-förmige Medienkanalabschnitte 702 fluidisch verbunden sind (siehe insbesondere 34).The first media inflow openings 698 are each fluidically connected to openings 698' on one longitudinal side 694 and the second media inflow openings 700 are each fluidically connected to openings 700' on the other longitudinal side 694 via L-shaped media channel sections 702 (see in particular 34 ).

Die ersten Öffnungen 698' und die zweiten Öffnungen 700' an den Längsseiten 694 sind dazu eingerichtet, an die ersten oder zweiten Fluidleitungen 100, 128 der ersten und zweiten Mediendosiereinheiten 16, 18 reversibel angekoppelt zu werden, wobei im gekoppelten Zustand eine fluidische Verbindung vorliegt.The first openings 698' and the second openings 700' on the longitudinal sides 694 are designed to be reversibly coupled to the first or second fluid lines 100, 128 of the first and second media dosing units 16, 18, wherein a fluidic connection is present in the coupled state.

Vorliegend sind auf der Oberseite 688 und auf einer Längsseite 694 jeweils acht erste Medienzuflussöffnungen 698 und drei zweite Medienzuflussöffnungen 700 vorgesehen. Selbstverständlich kann die Anzahl variiert werden.In the present case, eight first media inflow openings 698 and three second media inflow openings 700 are provided on the top side 688 and on a longitudinal side 694. Of course, the number can be varied.

Ferner kann die Oberseite 688 über einen Spülfluidanschluss 704 verfügen, der über einen L-förmigen Spülfluidkanalabschnitt 706 mit einem Spülfluidanschluss 704' an der Längsseite 694 fluidisch verbunden ist.Furthermore, the upper side 688 can have a flushing fluid connection 704 which is fluidically connected to a flushing fluid connection 704' on the longitudinal side 694 via an L-shaped flushing fluid channel section 706.

Ferner sind zwei Entsorgungskanalanschlüsse 708 an der Oberseite 688 vorgesehen, die jeweils über einen L-förmigen Entsorgungskanalabschnitt 710 zu einem Entsorgungskanalanschluss 708' an den Längsseiten 694 fluidisch verbunden sind.Furthermore, two disposal channel connections 708 are provided on the upper side 688, which are each fluidically connected via an L-shaped disposal channel section 710 to a disposal channel connection 708' on the longitudinal sides 694.

Vorteilhafterweise kann der eben beschriebene Medienanschlussblock 646 sowohl für die linke Seite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32, als auch für die rechte Seite der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 verwendet werden, da in einem einzigen Bauteil zwei verschiedene Strömungswege durch die mehreren ersten und zweiten Medienzuflussöffnungen 698, 700 gegeben sind. Mit anderen Worten koppelt je nach Anwendungszweck entweder die ersten Medienzuflussöffnungen 698 oder die zweite Medienzuflussöffnungen 700 an die Mediensteigleitungen 414 der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 und an die Fluidleitungen 100, 128 der ersten und zweiten Mediendosiereinheiten 16, 18.Advantageously, the media connection block 646 just described can be used for both the left side of the disposable fluid guide assembly 32 and the right side of the disposable fluid guide assembly 32, since two different flow paths through the plurality of first and second media inflow openings 698, 700 are provided in a single component. In other words, depending on the application, either the first media inflow openings 698 or the second media inflow openings 700 couple to the media risers 414 of the disposable fluid guide assembly 32 and to the fluid lines 100, 128 of the first and second media dosing units 16, 18.

Ferner ist auf der Oberseite 688 (siehe 33) ein Dichtelement 712 in Form einer flächigen, elastischen Membran vorgesehen, die eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweist, die mit den darunterliegenden Medienzuflussöffnungen 698, 700 auf der Oberseite 688 korrespondieren. Das Dichtelement 712 ist dazu ausgelegt, im gekoppelten Zustand mit den Mediensteigleitungen 414 der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 die fluidische Verbindung abzudichten, indem das Dichtelement 712 flächig zwischen der Oberseite 696 und der Unterseite 274 des Unterteils 268 geklemmt und elastisch deformiert wird.Furthermore, on the top side 688 (see 33 ) a sealing element 712 in the form of a flat, elastic membrane is provided, which has a plurality of recesses that correspond to the underlying media inflow openings 698, 700 on the upper side 688. The sealing element 712 is designed, when coupled to the media risers 414 of the disposable fluid guide assembly 32, to seal the fluidic connection by clamping the sealing element 712 flatly between the upper side 696 and the underside 274 of the lower part 268 and elastically deforming it.

Ferner weist der Medienanschlussblock 646 an seiner Oberseite 688 Ausrichtungsgeometrien 718 auf, die mit Gegenausrichtungsgeometrien 720 (siehe 36) an der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 in Eingriff bringbar sind, um sich zu der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 auszurichten.Furthermore, the media connection block 646 has on its upper side 688 alignment geometries 718, which are connected to counter-alignment geometries 720 (see 36 ) on the one-way fluid guide assembly 32 are engageable to align with the one-way fluid guide assembly 32.

Bei den Ausrichtungs- und Gegenausrichtungsgeometrien 718, 720 kann es sich bspw. um korrespondierende Stifte und Öffnungen handeln, die jeweils beim Koppeln ineinandergreifen.The alignment and counter-alignment geometries 718, 720 may, for example, be corresponding pins and openings that each engage with each other during coupling.

Der Medienanschlussblock 646 ist an seinen beiden entgegengesetzten Enden an der Unterseite 690 jeweils mit einem Ankerstift 722 ausgestattet, mit welchem im Bereich der Aufnahmeöffnung 648 in korrespondierende Löcher mit Übermass aufgenommen ist.The media connection block 646 is equipped at its two opposite ends on the underside 690 with an anchor pin 722, with which it is received with an oversize in corresponding holes in the area of the receiving opening 648.

Optional kann den Ankerstiften 722 ein in der Aufnahmeöffnung 648 vorgesehener Rastmechanismus zugeordnet sein, sodass die Aufnahmeöffnungen 648 mit den Medienanschlussblöcken 646 reversibel koppelbar sind. Dadurch können die Medienanschlussblöcke 646 einfach aus den Aufnahmeöffnungen 648 herausgenommen und gereinigt werden.Optionally, the anchor pins 722 can be assigned a locking mechanism provided in the receiving opening 648, so that the receiving openings 648 can be reversibly coupled to the media connection blocks 646. This allows the media connection blocks 646 to be easily removed from the receiving openings 648 and cleaned.

Ferner sind die Medienanschlussblöcke 646 zur Rückseite 424 des Sensorelementhalters 28 einfederbar und/oder in mehrere Raumrichtungen kippbar und insbesondere federnd nachgiebig gelagert.Furthermore, the media connection blocks 646 can be deflected towards the rear side 424 of the sensor element holder 28 and/or tilted in several spatial directions and are in particular resiliently mounted.

Die federnde Lagerung wird durch ein erstes Paar Federn 724 erreicht, welche die Unterseite 690 gegen die Oberseite der zugeordneten Aufnahmeöffnung 648 abstützen.The resilient mounting is achieved by a first pair of springs 724, which support the underside 690 against the top of the associated receiving opening 648.

Darüber hinaus sind mehrere zweite Federn 726 vorgesehen, insbesondere zwischen dem ersten Paar Federn 724. Die mehreren zweiten Federn 726 sind ebenfalls der Unterseite 690 zugeordnet, erstrecken sich aber fast vollständig in das blockförmige Gehäuse 686 hinein. Dadurch ragt nur ein Abschnitt der Gruppe zweiter Federn 726 aus der Unterseite 690 hervor. Über die Federn 724, 726 wird eine kardanische Aufhängung nachempfunden.In addition, a plurality of second springs 726 are provided, particularly between the first pair of springs 724. The plurality of second springs 726 are also associated with the underside 690, but extend almost entirely into the block-shaped housing 686. As a result, only a portion of the group of second springs 726 protrudes from the underside 690. A gimbal suspension is simulated via the springs 724, 726.

Nachfolgend wird im Detail auf die Temperiereinheit 58 eingegangen. Diese ist besonders gut in 31 zu erkennen.The following section will discuss the temperature control unit 58 in detail. This is particularly well suited to 31 to recognize.

Die Temperiereinheit 58 umfasst das Temperierelement 254, das mit der Rückseite 424 des Sensorelementhalters 28 in Flächenkontakt gebracht werden kann. Die Temperiereinheit 58 ist dazu eingerichtet, das Sensorelement 26 in einem gekoppelten Zustand von Sensorelementhalter 28, Sensorelement 26 und Temperierelement 254 auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen.The temperature control unit 58 comprises the temperature control element 254, which can be brought into surface contact with the rear side 424 of the sensor element holder 28. The temperature control unit 58 is configured to bring the sensor element 26 to a predetermined temperature in a coupled state of the sensor element holder 28, the sensor element 26, and the temperature control element 254.

Bei der vorbestimmten Temperatur handelt es sich bevorzugt um Raumtemperatur. Unter Raumtemperatur wird eine Temperatur zwischen 17°C und 26°C verstanden.The predetermined temperature is preferably room temperature. Room temperature is defined as a temperature between 17°C and 26°C.

Besonders bevorzugt ist, wie im vorliegenden Fall gezeigt, der der ganze oder Abschnitte des Behälters 612 das Temperierelement 254 gestaltet. Hierdurch kann eine besonders kompakte Bauweise der Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 erreicht werden.Particularly preferred, as shown in the present case, is the entire container 612 or sections of it forming the temperature control element 254. This allows a particularly compact design of the protein defect diagnostic device 10 to be achieved.

Im gekoppelten Zustand zwischen der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 und dem Temperierelement 254 kann die Interaktionskammer 24 zusammen mit dem Sensorelementhalter 28 und dem Sensorelement 26 in der Ausnehmung 614 aufgenommen werden, sodass die Rückseite 424 des Sensorelementhalters 28 auf dem Boden 616 des Behälters 612 aufliegt, insbesondere wobei die Seitenwände 618 der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 und/oder des Sensorelementhalters 28 an Seitenwänden 618 des Behälters 612 anliegen oder nur minimal entfernt von ihr liegen.In the coupled state between the disposable fluid guide assembly 32 and the temperature control element 254, the interaction chamber 24 can be received together with the sensor element holder 28 and the sensor element 26 in the recess 614, so that the rear side 424 of the sensor element holder 28 rests on the bottom 616 of the container 612, in particular wherein the side walls 618 of the disposable fluid guide assembly 32 and/or the sensor element holder 28 rest against side walls 618 of the container 612 or are only minimally distant from them.

Folglich ist der von der Unterseite 274 des Unterteils 268 abstehende blockartige Abschnitt 314 vollständig in den Behälter 612 aufgenommen.Consequently, the block-like portion 314 protruding from the underside 274 of the lower part 268 is completely received in the container 612.

Wie in 31 gezeigt ist, umfasst das Temperierelement 254 wenigstens einen Temperierkanal 728 im Inneren des Behälters 612, der eine oder mehrere Seitenwände 618 und/oder den Boden 616 des Behälters 612 durchzieht.As in 31 As shown, the tempering element 254 comprises at least one tempering channel 728 inside the container 612, which passes through one or more side walls 618 and/or the bottom 616 of the container 612.

Besonders bevorzugt sind mehrere Temperierkanäle vorgesehen, die sich durch den Behälter 612 erstrecken. Dazu weist der Behälter 612 einen Einlass 732 und einen Auslass 734 auf, zwischen denen die der oder die mehreren Temperierkanäle 728 im Behälter 612 erstrecken.Particularly preferably, a plurality of temperature control channels are provided which extend through the container 612. For this purpose, the container 612 has an inlet 732 and an outlet 734, between which the one or more temperature control channels 728 extend in the container 612.

Anders ausgedrückt umgeben die Temperierkanäle 728 den Umfang der Ausnehmung 614 vollständig, sodass diese besonders gleichmäßig temperiert wird. Da die Temperierkanäle 728 sich nahezu vollständig durch das Innere des Behälters erstrecken, werden vorteilhafterweise auch die Medienanschlussblöcke 646 temperiert.In other words, the temperature control channels 728 completely surround the circumference of the recess 614, so that the latter is temperature-controlled particularly evenly. Since the temperature control channels 728 extend almost completely through the interior of the container, the media connection blocks 646 are also advantageously temperature-controlled.

In dem Temperierkanal 728 strömt ein Temperierfluid (hier nicht gezeigt), das von der Temperiervorrichtung 258 in diesen bzw. diese eingeleitet wird. Die Temperiervorrichtung 258 temperiert das Temperierfluid auf die vorbestimmte Temperatur oder auf eine, zu der vorbestimmten Temperatur etwas höhere oder niedrigere Temperatur, um Temperaturverluste während des Transports auszugleichen.A tempering fluid (not shown here) flows through the tempering channel 728, which is introduced into it by the tempering device 258. The tempering device 258 tempers the tempering fluid to the predetermined temperature or to a temperature slightly higher or lower than the predetermined temperature in order to compensate for temperature losses during transport.

Die Temperiervorrichtung 258 ist außerhalb des Behälters 612 angeordnet und mit dem Einlass 732 und dem Auslass 734 fluidisch gekoppelt, sodass der bereits erwähnte Temperierkreislauf 260 entsteht. In diesem wird das Temperierfluid von der Temperiervorrichtung 258 in den Einlass 732 in den Behälter 612 eingeleitet. Dort durchströmt es die Temperierkanäle 728, wodurch der Behälter 612 temperiert wird. Dieser kann den Sensorelementhalter 28 und damit auch das Sensorelement 26 auf die vorbestimmte Temperatur bringen, da diese im gekoppelten Zustand wärmeübertragend verbunden sind.The temperature control device 258 is arranged outside the container 612 and is fluidically coupled to the inlet 732 and the outlet 734, creating the aforementioned temperature control circuit 260. In this circuit, the temperature control fluid is introduced from the temperature control device 258 into the inlet 732 of the container 612. There, it flows through the temperature control channels 728, thereby controlling the temperature of the container 612. This can bring the sensor element holder 28 and thus also the sensor element 26 to the predetermined temperature, since they are connected in a heat-transfer manner when coupled.

Nachfolgend wird auf die Pneumatikeinheit 14 im Detail eingegangen. Dazu wird auf die 35 und 36 verwiesen.The pneumatic unit 14 is described in detail below. 35 and 36 referred to.

Konkret ist die Pneumatikeinheit 14 als ein Pneumatikanschlussblock 758 ausgestaltet, der eine, zu der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 zeigende Unterseite 760 sowie eine davon abgewandte Oberseite 762 aufweist.Specifically, the pneumatic unit 14 is designed as a pneumatic connection block 758, which has a bottom side 760 facing the disposable fluid guide assembly 32 and a top side 762 facing away from it.

Die Oberseite 762 ist mit mehreren Pneumatikeinheiten 764 versehen, die an, an der Oberseite 762 vorgesehene Pumpeneinlässe 766 strömungsmäßig gekoppelt sind.The top side 762 is provided with a plurality of pneumatic units 764 which are fluidly coupled to pump inlets 766 provided on the top side 762.

Wie in 36 zu erkennen ist, weist die Unterseite 760 an entgegengesetzten Enden je eine Mediendosierschnittstelle 768 auf, die mit einer elastischen Dichtmembran 770 versehen ist, an der Pumpenauslässe 772 münden, die mit den Pumpeneinlässen 766 an der Oberseite 762 strömungsmäßig verbunden sind und von denen nur einige mit Bezugszeichen versehen sind.As in 36 As can be seen, the underside 760 has a media dosing interface 768 at each of the opposite ends, which is provided with an elastic sealing membrane 770, at which pump outlets 772 open, which are fluidly connected to the pump inlets 766 on the upper side 762 and of which only some are provided with reference numerals.

Die Dichtmembran 770 weist folglich zu den Pumpenauslässe 772 korrespondierende Ausnehmungen auf.The sealing membrane 770 therefore has recesses corresponding to the pump outlets 772.

Jedie Mediendosierschnittstelle 768 ist dazu eingerichtet, in einem gekoppelten Zustand mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 an die Pneumatikkanalöffnungen 310 der Pneumatikkanäle 311 strömungsmäßig zu koppeln, um die Pneumatikkanäle 311 mit Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen.Each media dosing interface 768 is configured to fluidly couple, in a coupled state with the disposable fluid guide assembly 32, to the pneumatic channel openings 310 of the pneumatic channels 311 in order to apply positive or negative pressure to the pneumatic channels 311.

Insbesondere ist jede Mediendosierschnittstelle 768 als eine längliche, rechteckige Erhebung ausgebildet, die an ihren entgegengesetzten Längsseiten eine rippenförmige Anlagefläche 774 aufweist, an der sich im gekoppelten Zustand die rippenförmige Struktur der Außenseite der Probenaufnahmebehälter 200, 204 abstützen können. Folglich ist im gekoppelten Zustand die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 verrutschsicher im Pneumatikanschlussblock 758 gehalten.In particular, each media dosing interface 768 is formed as an elongated, rectangular elevation having a rib-shaped contact surface 774 on its opposite longitudinal sides, against which the rib-shaped structure of the outer side of the sample receiving containers 200, 204 can be supported in the coupled state. Consequently, in the coupled state, the disposable fluid guide assembly 32 is held securely in the pneumatic connection block 758.

Darüber hinaus ist die Unterseite 760 des Pneumatikanschlussblocks 758 mit einer Detektionseinheit 653 in Form einer Sensoreinheit 776 bestückt, die mit mehreren Sensoren 777 versehen ist.In addition, the underside 760 of the pneumatic connection block 758 is equipped with a detection unit 653 in the form of a sensor unit 776, which is provided with several sensors 777.

Die Sensoren 777 können entweder Quellen und/oder Detektoren sein, die mit entsprechenden Quellen und/oder Detektoren in den Sensorelementblöcken 652 wechselwirken. Im gekoppelten Zustand liegt folglich ein Strahlengang zwischen beiden vor, über den optische Signale gesendet und empfangen werden können. Der freie Austausch von optischen Signalen ist durch die Sensorfenster 306, 308 gewährleistet, die einen Strahlengang senkrecht durch die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 ermöglichen und zu anderen an die Sensorfenster 306, 308 angrenzenden Fluidkanäle für den Strahlengang optisch zugänglich machen.The sensors 777 can be either sources and/or detectors that interact with corresponding sources and/or detectors in the sensor element blocks 652. In the coupled state, a beam path exists between the two, via which optical signals can be sent and received. The free exchange of optical signals is ensured by the sensor windows 306, 308, which allow a beam path perpendicular through the one-way fluid guide assembly 32 and provide optical access to other fluid channels adjacent to the sensor windows 306, 308 for the beam path.

Zudem ist die Unterseite 760 mit Ausrichtungsgeometrien, beispielsweise in Form von Führungspins 780 versehen, mit denen der Pneumatikanschlussblock 758 zur Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 ausgerichtet werden kann.In addition, the underside 760 is provided with alignment geometries, for example in the form of guide pins 780, with which the pneumatic connection block 758 can be aligned to the one-way fluid guide assembly 32.

Neben den Mediendosierschnittstellen 768 ist je eine Blutprobenaufnahmeschnittstelle 784 vorgesehen, die als eine Ausnehmung geformt ist.In addition to the media dosing interfaces 768, a blood sample intake interface 784 is provided, which is shaped as a recess.

In die Ausnehmung können die Blutprobenaufnahmebehälter 202 und 204 eingreifen, um verrutschsicher abgestützt zu werden.The blood sample containers 202 and 204 can engage in the recess to be supported in a way that prevents them from slipping.

Der Pneumatikanschlussblock 758 ist ferner mit einer zu der Oberfläche 30 des Sensorelements 26 zugehörigen Antriebsbaugruppe 788 gekoppelt (siehe 35), die zur linearen Verschiebung des Pneumatikanschlussblocks 758 und damit zum schnellen fluidischen An- und Abkoppeln und damit Auswechseln der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 eingerichtet ist.The pneumatic connection block 758 is further coupled to a drive assembly 788 associated with the surface 30 of the sensor element 26 (see 35 ), which is designed for the linear displacement of the pneumatic connection block 758 and thus for the rapid fluidic coupling and decoupling and thus replacement of the disposable fluid guide assembly 32.

Dazu weist die Antriebsbaugruppe 788 einen Antrieb, z.B. eine Kurbel 790 auf, mit der eine Spindel 792 drehfest verbunden ist. Die Spindel 792 durchläuft eine Gewindemutter 796, diean einem Antriebsblock 798 befestigt ist, der eine unterseitige Antriebsfläche 800 zur Anlage an dem Pneumatikanschlussblock 758 aufweist.For this purpose, the drive assembly 788 has a drive, e.g., a crank 790, to which a spindle 792 is connected in a rotationally fixed manner. The spindle 792 passes through a threaded nut 796, which is attached to a drive block 798, which has a drive surface 800 on its underside for engagement with the pneumatic connection block 758.

Der Antriebsblock 798 Ist über Stangen 804 im Basisblock 662 linear geführt.The drive block 798 is guided linearly via rods 804 in the base block 662.

Um die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 in Betrieb zu nehmen, wird zunächst der Sensorelementhalter 28 und damit die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 durch die Zentriereinheit 56 ausgerichtet.In order to put the protein defect diagnostic device 10 into operation, the sensor element holder 28 and thus the disposable fluid guide assembly 32 are first aligned by the centering unit 56.

Beim Aufsetzen und Herunterdrücken der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 richten sich die beiden, beweglich gelagerten Medienanschlussblöcke 646 an der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32. Anschließend kann über ein Betätigen der Kurbel 790 der Pneumatikanschlussblock 758 entlang den Zentrierstangen 804 nach unten in Richtung Behälter 612 geführt werden, bis die Unterseite 760 des Pneumatikanschlussblocks 758 an der Oberseite 288 der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 anliegt. Der Pneumatikanschlussblock 758 reichtet sich dabei ebenfalls zur Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 aus. Das bedeutet, die gesamte Vorrichtung richtet sich nach der Lage der Optikeinheit 34 aus.When the disposable fluid guide assembly 32 is placed on and pressed down, the two movably mounted media connection blocks 646 align with the disposable fluid guide assembly 32. Subsequently, by operating the crank 790, the pneumatic connection block 758 can be guided downward along the centering rods 804 toward the container 612 until the underside 760 of the pneumatic connection block 758 rests against the top side 288 of the disposable fluid guide assembly 32. The pneumatic connection block 758 also extends toward the disposable fluid guide assembly 32. This means that the entire device is aligned according to the position of the optical unit 34.

Insgesamt entsteht ein Formschluss zwischen den Medienanschlussblöcken 646 und der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32, die zwischen den Medienanschlussblöcken 646 und dem Pneumatikanschlussblock 758 geklemmt wird. Durch die Klemmung wird ein strömungsmäßiger Anschluss der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 an den Pneumatikanschlussblock 758 sowie eine fluidische Verbindung von den Medienanschlussblöcken 646 und der Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32 erreicht.Overall, a positive connection is created between the media connection blocks 646 and the disposable fluid guide assembly 32, which is clamped between the media connection blocks 646 and the pneumatic connection block 758. The clamping achieves a fluid connection of the disposable fluid guide assembly 32 to the pneumatic connection block 758 as well as a fluidic connection between the media connection blocks 646 and the disposable fluid guide assembly 32.

Ferner ist die Einweg-Fluidführungsbaugruppe 32, insbesondere der Sensorelementhalter 28, im Strahlengang 42 abschließend ausgerichtet. Die Proteindefektdiagnosevorrichtung 10 befindet sich in einem betriebsbereiten Zustand, sodass entweder die Oberfläche 30 des Sensorelements 26 konditioniert und/oder mit einer Blutprobe in Kontakt gebracht werden kann. Zudem kann über die Optikeinheit 34 nun ein IR-Spektrum von der Oberfläche 30 des Sensorelements 26 aufgenommen werden.Furthermore, the disposable fluid guide assembly 32, in particular the sensor element holder 28, is finally aligned in the beam path 42. The protein defect diagnostic device 10 is in an operational state, so that the surface 30 of the sensor element 26 can either be conditioned and/or brought into contact with a blood sample. Furthermore, an IR spectrum of the surface 30 of the sensor element 26 can now be recorded via the optical unit 34.

Denkbar ist auch eine hydraulisch oder rein elektrisch betriebene Antriebsbaugruppe 788.A hydraulically or purely electrically operated drive assembly 788 is also conceivable.

37 zeigt ein schematisches Ablaufdiagram der Verfahrensschritte zum Konditionieren eines Sensorelements für eine Proteindefektdiagnose und zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement für eine Proteindefektdiagnose sowie zur Analyse von Proteindefekten in einer Blutprobe. 37 shows a schematic flow diagram of the process steps for conditioning a sensor element for a protein defect diagnosis and for applying a blood sample to a sensor element for a protein defect diagnosis as well as for analyzing protein defects in a blood sample.

Nachfolgend werden die Verfahrensschritte näher erläutert.The procedural steps are explained in more detail below.

Zunächst wird ein Sensorelement an die Einweg-Fluidführungsbaugruppe angebracht, sodass das Sensorelement mehrere Interaktionskammern an einer Seite schließt, wobei das Sensorelement eine zu behandelnde Oberfläche aufweist, welche die zuvor offene Seite der Interaktionskammer bildet (Schritt S5).First, a sensor element is attached to the disposable fluid guide assembly such that the sensor element closes several interaction chambers on one side, wherein the sensor element has a surface to be treated which forms the previously open side of the interaction chamber (step S5).

Danach wird ein linkerhaltiges Konditionierungsfluid in die Interaktionskammern unterhalb einer vorkonditionierten Oberfläche auf dem Sensorelement, an der wenigstens ein Linker gebunden ist, an den spezifisch an Antikörper binden kann, eingebracht (Schritt S6).Thereafter, a linker-containing conditioning fluid is introduced into the interaction chambers below a preconditioned surface on the sensor element to which at least one linker is bound, to which antibodies can specifically bind (step S6).

Als nächstes wird das linkerhaltige Konditionierungsfluid über die Fluidkanäle aus der Interaktionskammer geleitet (Schritt S7).Next, the linker-containing conditioning fluid is passed out of the interaction chamber via the fluid channels (step S7).

Wahlweise kann die Interaktionskammer mit einem Spülfluid gespült werden (Schritt S8), was zum Reinigen und Entlüften dient.Optionally, the interaction chamber can be flushed with a flushing fluid (step S8), which serves for cleaning and venting.

Optional kann die Interaktionskammer mit einem Fluid in Kontakt stehen, bis ein antikörperhaltiges Konditionierungsfluid in die Interaktionskammer eingeleitet wird. Das Fluid kann beispielsweise ein Pufferfluid sein, um zu verhindern, dass die Interaktionskammer trocken läuft. Dies kann erreicht werden, indem nach den jeweiligen Verfahrensschritten ein Rest eines Fluids, z.B. ein Pufferfluid, in der Interaktionskammer verbleibt. Dieses kann dann durch das antikörperhaltige Konditionierungsfluid verdrängt werden, sodass die Interaktionskammer immer feucht gehalten wird.Optionally, the interaction chamber can be in contact with a fluid until an antibody-containing conditioning fluid is introduced into the interaction chamber. The fluid can, for example, be a buffer fluid to prevent the interaction chamber from running dry. This can be achieved by leaving a residue of a fluid, e.g., a buffer fluid, in the interaction chamber after the respective process steps. This can then be displaced by the antibody-containing conditioning fluid, so that the interaction chamber is always kept moist.

Danach wird das antikörperhaltige Konditionierungsfluid in die Interaktionskammer unterhalb einer antikörperkonditionierten Oberfläche auf dem Sensorelement, an der wenigstens ein Antikörper gebunden ist, an den ein Kandidaten-Biomarker proteinspezifisch und konformationsunabhängig binden kann, eingebracht (Schritt S9).Thereafter, the antibody-containing conditioning fluid is introduced into the interaction chamber below an antibody-conditioned surface on the sensor element to which at least one antibody is bound, to which a candidate biomarker can bind in a protein-specific and conformation-independent manner (step S9).

Wahlweise kann die Interaktionskammer nach dem vorherigen Schritt mit einem Spülfluid gespült werden (Schritt S10). Danach können noch weitere entsprechende Schritte mit anderen Konditionierungsfluiden erfolgen, um die Oberfläche des Sensorelements zu konditionieren.Optionally, the interaction chamber can be rinsed with a rinsing fluid after the previous step (step S10). Subsequently, further corresponding steps can be performed with other conditioning fluids to condition the surface of the sensor element.

Optional kann die Interaktionskammer mit einem Fluid in Kontakt stehen, bis eine Blutprobe in die Interaktionskammer eingeleitet wird. Das Fluid kann auch hier beispielsweise ein Pufferfluid sein, um zu verhindern, dass die Interaktionskammer trocken läuft. Dies kann erreicht werden, indem nach den jeweiligen Verfahrensschritten ein Rest eines Fluids in der Interaktionskammer verbleibt. Dieses kann dann durch die Blutprobe verdrängt werden, sodass die Interaktionskammer bis zum Probenauftrag immer feucht gehalten wird.Optionally, the interaction chamber can be in contact with a fluid until a blood sample is introduced into the interaction chamber. Here, too, the fluid can be a buffer fluid, for example, to prevent the interaction chamber from running dry. This can be achieved by leaving a residual fluid in the interaction chamber after the respective process steps. This can then be displaced by the blood sample, keeping the interaction chamber moist until the sample is applied.

Daran anschließend wird die Blutprobe in der Interaktionskammer unterhalb einer Oberfläche eingebracht, die sich in einem messbereiten Zustand befindet (Schritt S11).Subsequently, the blood sample is introduced into the interaction chamber below a surface that is in a ready-to-measure state (step S11).

Abschließend wird die Oberfläche, die sich in einem messbereiten Zustand befindet, mit IR-Strahlung unterhalb eines IR-Spektrums bestrahlt (Schritt S12).Finally, the surface, which is in a ready-to-measure state, is irradiated with IR radiation below an IR spectrum (step S12).

In 38 ist ein weiteres schematisches Ablaufdiagramm für die Verfahrensschritte zum Analysieren von Proteindefekten in einer Blutprobe dargestellt. Nachfolgend werden die einzelnen Verfahrensschritte im Detail erläutert.In 38 Another schematic flow diagram for the process steps for analyzing protein defects in a blood sample is shown. The individual process steps are explained in detail below.

In dem ersten Schritt wird ein Konditionierungsfluid vom ersten Fluidkanal durch die Interaktionskammer in den zweiten Fluidkanal geführt (Schritt S13).In the first step, a conditioning fluid is passed from the first fluid channel through the interaction chamber into the second fluid channel (step S13).

Anschließend wird das Konditionierungsfluid entlang des zweiten Fluidkanals durch die Interaktionskammer in den ersten Fluidkanal zurückgeführt (Schritt S14).Subsequently, the conditioning fluid is returned along the second fluid channel through the interaction chamber into the first fluid channel (step S14).

Die Schritte S13 und S14 können für eine vorbestimmte Zeitdauer oder bis eine vorbestimmte Anzahl an Zyklen erreicht ist, wiederholt.Steps S13 and S14 may be repeated for a predetermined period of time or until a predetermined number of cycles is reached.

Anschließend kann eine Blutprobe entlang einer ersten Strömungsrichtung von einer ersten Probenaufnahme durch die Interaktionskammer in die zweite Blutprobenaufnahme geleitet werden (Schritt S15).Subsequently, a blood sample can be passed along a first flow direction from a first sample receptacle through the interaction chamber into the second blood sample receptacle (step S15).

Wahlweise kann der Fluidstrom der Blutprobe entlang der ersten Strömungsrichtung gemessen werden, wobei bei der Detektion einer Luftfront bzw. einer Unregelmäßigkeit im Fluidstrom eine Strömungsumkehr entgegengesetzt zur ersten Strömungsrichtung eingeleitet wird.Optionally, the fluid flow of the blood sample can be measured along the first flow direction, whereby upon detection of an air front or an irregularity in the fluid flow, a flow reversal opposite to the first flow direction is initiated.

Danach kann die Blutprobe entlang einer zweiten Strömungsrichtung, die zu der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzt verläuft, von der zweiten Probenaufnahme durch die Interaktionskammer in die erste Probenaufnahme geleitet werden S16.Thereafter, the blood sample can be guided along a second flow direction, which is opposite to the first flow direction, from the second sample receptacle through the interaction chamber into the first sample receptacle S16.

Wahlweise kann der Fluidstrom der Blutprobe entlang der zweiten Strömungsrichtung gemessen werden, wobei bei der Detektion einer Luftfront bzw. einer Unregelmäßig im Fluidstrom eine Strömungsumkehr entgegengesetzt zur zweiten Strömungsrichtung eingeleitet wird. Bevorzugt wird die Strömungsumkehr dann eingeleitet, wenn der jeweilige Behälter, aus dem der Fluidstrom stammt, vollständig entleert ist. Dies kann insbesondere durch das Detektieren der Luftfront festgestellt werden, da dies bedeutet, dass der jeweilige fluidfördernde Behälter vollständig entleert ist. Dies gewährleistet eine besonders präzise Kontrolle über den Fluidstrom. Durch das Einleiten der Strömungsumkehr kann vorteilhafterweise bereits ab dem initialen Befüllen verhindert werden, dass Luftblasen in die Interaktionskammer gelangen.Optionally, the fluid flow of the blood sample can be measured along the second flow direction, whereby upon detection of an air front or an irregularity in the fluid flow, a flow reversal opposite to the second flow direction is initiated. The flow reversal is preferably initiated when the respective container from which the fluid flow originates is completely empty. This can be determined in particular by detecting the air front, as this means that the respective fluid-transporting container is completely empty. This ensures particularly precise control of the fluid flow. By initiating the flow reversal, it is advantageously possible to prevent air bubbles from entering the interaction chamber right from the initial filling stage.

Die Schritte S15 und S16 können für eine vorbestimmte Anzahl an Zyklen oder für eine vorbestimmte Zeitspanne wiederholt werden.Steps S15 and S16 may be repeated for a predetermined number of cycles or for a predetermined period of time.

Abschließend wird die Oberfläche des Sensorelements mit IR-Strahlung unter Erhalt eines IR-Spektrums bestrahlt (Schritt S17).Finally, the surface of the sensor element is irradiated with IR radiation to obtain an IR spectrum (step S17).

Wahlweise können die Schritte S15 und S16 während des Schritts S17 durchgeführt werden.Optionally, steps S15 and S16 may be performed during step S17.

Insbesondere kann während wenigstens einer der Schritte S15 - S17 die Oberfläche des Sensorelements temperiert werden, insbesondere auf Raumtemperatur.In particular, during at least one of the steps S15 - S17, the surface of the sensor element can be tempered, in particular to room temperature.

Auch kann während wenigstens einer der Schritte S15 - S17, bevorzugt allen Schritten S15 - S17, die Oberfläche des Sensorelements temperiert werden, insbesondere auf Raumtemperatur.Also, during at least one of the steps S15 - S17, preferably all steps S15 - S17, the surface of the sensor element can be tempered, in particular to room temperature.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED 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 documents submitted by the applicant was generated automatically and is included solely for the convenience of the reader. This 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 2020 / 0 141 866 A1 [0008]US 2020 / 0 141 866 A1 [0008]

Claims (20)

Mikrofluidische Vorrichtung (12) zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement (26) für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements (26) für eine Proteindefektdiagnose, umfassend zumindest eine Interaktionskammer (24), die abschnittsweise durch ein Sensorelement (26) geschlossen ist, wobei an einem Enden (66) der zumindest einen Interaktionskammer (24) ein erster (74) und am entgegengesetzten Ende (70) ein zweiter Fluidkanal (78) mündet, eine erste Mediendosiereinheit (16) für Konditionierungsfluid (96), die mit dem ersten Fluidkanal (74) an einem Ende (66) der zumindest einen Interaktionskammer (24) über zumindest ein Ventil (76) wahlweise strömungsmäßig verbunden ist, eine zweite Mediendosiereinheit (18) für Konditionierungsfluid (96), die mit dem zweiten Fluidkanal (78) an einem entgegengesetzten Ende (70) der zumindest einen Interaktionskammer (24) über zumindest ein Ventil (80) wahlweise strömungsmäßig verbunden ist, wobei alternativ oder zusätzlich zur ersten und zweiten Mediendosiereinheit (16,18) zumindest eine erste Blutprobenaufnahme (20), die in einen ersten Probenkanal (188) und einen zugehörigen ersten Fluidkanal (74) übergeht, und zumindest eine zweite Blutprobenaufnahme (22), die in einen zweiten Probenkanal (194) und den zugehörigen zweiten Fluidkanal (78) übergeht, sodass jede Interaktionskammer (24) nur mit einer eigenen ersten und zweiten Blutprobenaufnahme (20, 22) strömungsmäßig verbindbar ist, und eine Pneumatikeinheit (14), die mit der ersten und der zweiten Mediendosiereinheit (16, 18) und/oder der ersten und der zweiten Blutprobenaufnahme (20, 22) verbunden und dazu eingerichtet ist, diese abwechselnd mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck zu beaufschlagen und Konditionierungsfluid (96) und/oder die Blutprobe (212) durch die zumindest eine Interaktionskammer (24) hin und her zu pumpen.A microfluidic device (12) for applying a blood sample to a sensor element (26) for protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element (26) for protein defect diagnosis, comprising: at least one interaction chamber (24) partially closed by a sensor element (26), wherein a first fluid channel (74) opens at one end (66) of the at least one interaction chamber (24) and a second fluid channel (78) opens at the opposite end (70); a first media dosing unit (16) for conditioning fluid (96), which is selectively fluidically connected to the first fluid channel (74) at one end (66) of the at least one interaction chamber (24) via at least one valve (76); a second media dosing unit (18) for conditioning fluid (96), which is selectively fluidically connected to the second fluid channel (78) at an opposite end (70) of the at least one interaction chamber (24) via at least one valve (80) is optionally fluidically connected, wherein alternatively or in addition to the first and second media dosing units (16, 18), at least one first blood sample receptacle (20), which merges into a first sample channel (188) and an associated first fluid channel (74), and at least one second blood sample receptacle (22), which merges into a second sample channel (194) and the associated second fluid channel (78), such that each interaction chamber (24) is fluidically connectable only to its own first and second blood sample receptacles (20, 22), and a pneumatic unit (14) which is connected to the first and second media dosing units (16, 18) and/or the first and second blood sample receptacles (20, 22) and is configured to alternately apply positive pressure and negative pressure or positive pressure and ambient pressure to them and to supply conditioning fluid (96) and/or the blood sample (212) through the at least one Interaction chamber (24) to pump back and forth. Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektionseinheit (653) vorgesehen ist, die angrenzend an die Enden (66, 70) der Interaktionskammer (24) den Fluidstrom kontaktlos überwacht.Microfluidic device (12) according to Claim 1 , characterized in that a detection unit (653) is provided which monitors the fluid flow in a contactless manner adjacent to the ends (66, 70) of the interaction chamber (24). Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (653) so ausgebildet ist, dass sie das Auftreten von Luftblasen in einem Fluidkanal detektiert, und wobei eine Steuerung (48) vorgesehen ist, die bei Auftreten einer Luftblase eine Strömungsumkehr herbeiführt.Microfluidic device (12) according to Claim 2 , characterized in that the detection unit (653) is designed to detect the occurrence of air bubbles in a fluid channel, and wherein a control (48) is provided which brings about a flow reversal when an air bubble occurs. Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einweg-Fluidführungsbaugruppe (32) vorgesehen ist, die die Interaktionskammer (24), Fluidkanäle oder Abschnitte der Fluidkanäle sowie Ventile aufweist und an der das Sensorelement (26) angebracht ist und an die die Mediendosiereinheiten (16, 18) reversibel ankoppelbar und/oder in die eine oder mehrere Blutproben (212) fluidisch einbringbar sind, insbesondere wobei die Einweg-Fluidführungsbaugruppe (32) Sensorfenster (306, 308) hat, die angrenzend an die entgegengesetzten Enden (66, 70) bis nahe an die Fluidkanäle führen und über die die Detektionseinheit (653) visuell an das Innere der Fluidkanäle angekoppelt ist.Microfluidic device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that a disposable fluid guide assembly (32) is provided which has the interaction chamber (24), fluid channels or sections of the fluid channels and valves and to which the sensor element (26) is attached and to which the media dosing units (16, 18) can be reversibly coupled and/or into which one or more blood samples (212) can be fluidically introduced, in particular wherein the disposable fluid guide assembly (32) has sensor windows (306, 308) which lead adjacent to the opposite ends (66, 70) up to close to the fluid channels and via which the detection unit (653) is visually coupled to the interior of the fluid channels. Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einweg-Fluidführungsbaugruppe (32) mehrere Interaktionskammern (24) aufweist, die ein gemeinsames Sensorelement (26) haben und die an ihren Enden (66, 70) jeweils einen eigenen ersten und einen eigenen zweiten Fluidkanal (76, 78) haben.Microfluidic device (12) according to Claim 4 , characterized in that the disposable fluid guide assembly (32) has a plurality of interaction chambers (24) which have a common sensor element (26) and which each have their own first and second fluid channels (76, 78) at their ends (66, 70). Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mehrere Vorratsbehälter (94, 118) für Konditionierungsfluide (96), die über Fluidleitungen (100, 128) mit den Interaktionskammern (24) strömungsverbunden sind, wobei die Pneumatikeinheit (14) mit mehreren Antriebsventilen (104) versehen ist, über die Vorratsbehälter (94, 118) abwechselnd mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck beaufschlagt werden können, um das Medium (96) zwischen den Vorratsbehältern (94, 118) und durch die Interaktionskammern (24) hin und her zu pumpen.Microfluidic device (12) according to Claim 5 , characterized by a plurality of storage containers (94, 118) for conditioning fluids (96), which are fluidly connected to the interaction chambers (24) via fluid lines (100, 128), wherein the pneumatic unit (14) is provided with a plurality of drive valves (104) via which the storage containers (94, 118) can be alternately subjected to overpressure and underpressure or to overpressure and ambient pressure in order to pump the medium (96) back and forth between the storage containers (94, 118) and through the interaction chambers (24). Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pneumatikeinheit (14) reversibel mit der Einweg-Fluidführungsbaugruppe (32) koppelbar ist, insbesondere indem die Einweg-Fluidführungsbaugruppe (32) zwischen der Pneumatikeinheit (14) und den Mediendosiereinheiten (16, 18) angeordnet ist.Microfluidic device (12) according to one of the Claims 4 until 6 , characterized in that the pneumatic unit (14) can be reversibly coupled to the disposable fluid guide assembly (32), in particular by arranging the disposable fluid guide assembly (32) between the pneumatic unit (14) and the media dosing units (16, 18). Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 6 oder 7, soweit Anspruch 7 auf Anspruch 6 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mediendosiereinheit (16) mehrere erste Vorratsbehälter (94) für Konditionierungsfluide (96) und die zweite Mediendosiereinheit (18) mehrere zweite Vorratsbehälter (118) für Konditionierungsfluide (96) aufweist, wobei sich von jedem der mehreren ersten Vorratsbehälter (94) aus jeweils ein als Medienkanal (88) dienender Fluidkanal erstreckt, der über zumindest ein Medienventil (90) wahlweise mit Gruppen von ersten Fluidkanälen (74) oder allen ersten Fluidkanälen (74) reversibel koppelbar ist, und wobei sich von jedem der mehreren zweiten Vorratsbehälter (118) aus jeweils ein als Medienkanal (122) dienender Fluidkanal erstreckt, der über zumindest ein Medienventil (126) wahlweise mit Gruppen von zweiten Fluidkanälen oder allen zweiten Fluidkanälen reversibel koppelbar ist, insbesondere wobei jeder Medienkanal (122) mit einem eigenen Medienventil (126) versehen ist.Microfluidic device (12) according to Claim 6 or 7 , as far as Claim 7 on Claim 6 is referred back, characterized in that the first media dosing unit (16) has a plurality of first storage containers (94) for conditioning fluids (96) and the second media dosing unit (18) has a plurality of second storage containers (118) for conditioning fluids (96), wherein from each of the plurality of first storage containers (94) extends a fluid channel serving as a media channel (88), which fluid channel can be selectively connected to groups of first fluid channels (74) or all first fluid channels (74), and wherein from each of the plurality of second storage containers (118) extends a fluid channel serving as a media channel (122), which fluid channel can be reversibly coupled via at least one media valve (126) selectively to groups of second fluid channels or all second fluid channels, in particular wherein each media channel (122) is provided with its own media valve (126). Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Medienkanäle (88) der ersten Mediendosiereinheit (16) zu einem gemeinsamen Mediensammelkanal (112) vereinigen, der mit wenigstens einem zentralen Medienanschluss (114) an der Einweg-Fluidführungsbaugruppe (32) reversibel koppelbar ist, und/oder dass sich die Medienkanäle (122) der zweiten Mediendosiereinheit (18) zu einem gemeinsamen Mediensammelkanal (140) vereinigen, der über Ventile mit Gruppen von oder allen zweiten Fluidkanälen (78) wahlweise zuschaltbar ist.Microfluidic device (12) according to Claim 8 , characterized in that the media channels (88) of the first media metering unit (16) combine to form a common media collection channel (112) which can be reversibly coupled to at least one central media connection (114) on the disposable fluid guide assembly (32), and/or that the media channels (122) of the second media metering unit (18) combine to form a common media collection channel (140) which can be selectively connected to groups of or all of the second fluid channels (78) via valves. Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass von dem zumindest einen gemeinsamen Mediensammelkanal (112) wenigstens ein mit einem Auslassventil (172) versehener Entsorgungskanal (170) abzweigt, der in einem Entsorgungsbehälter (174) für Abfallmedium mündet.Microfluidic device (12) according to Claim 9 , characterized in that at least one disposal channel (170) provided with an outlet valve (172) branches off from the at least one common media collection channel (112), which opens into a disposal container (174) for waste medium. Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den mehreren ersten Vorratsbehältern (94) für Konditionierungsfluide (96) wenigstens ein Antriebsventil (104) und den mehreren zweiten Vorratsbehältern (118) für Konditionierungsfluide (96) wenigstens ein Antriebsventil (132) zugeordnet ist, um jeden Vorratsbehälter (94, 118) der mehreren ersten und zweiten Vorratsbehälter (94, 118) für Konditionierungsfluide (96) über sein zugeordnetes Antriebsventil (104, 132) mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck zu beaufschlagen, insbesondere wobei die Antriebsventile (104, 132) der zugeordneten Interaktionskammer (24) wechselweise so angesteuert werden, dass ein Vorratsbehälter (94, 118) mit Überdruck und der andere mit Unterdruck oder Umgebungsdruck beaufschlagt wird.Microfluidic device (12) according to one of the Claims 8 until 10 , characterized in that at least one drive valve (104) is assigned to the plurality of first storage containers (94) for conditioning fluids (96) and at least one drive valve (132) is assigned to the plurality of second storage containers (118) for conditioning fluids (96) in order to subject each storage container (94, 118) of the plurality of first and second storage containers (94, 118) for conditioning fluids (96) to overpressure and underpressure or to overpressure and ambient pressure via its assigned drive valve (104, 132), in particular wherein the drive valves (104, 132) of the assigned interaction chamber (24) are alternately controlled in such a way that one storage container (94, 118) is subjected to overpressure and the other to underpressure or ambient pressure. Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mikrofluidische Vorrichtung mehrere Interaktionskammern (24) aufweist und eine erste Blutprobenaufnahme (20) mit einer Gruppe erster Blutprobenaufnahmenbehälter (200), die über erste Probenkanäle (188) in die zugehörigen ersten Fluidkanäle (74) übergehen, und eine zweite Blutprobenaufnahme (22) mit einer eine Gruppe zweiter Blutprobenaufnahmenbehälter (204), die über zweite Probenkanäle (194) in die zugehörigen zweiten Fluidkanäle (78) übergehen, so dass jede Interaktionskammer (24) nur mit einer eigenen ersten und zweiten Blutprobenaufnahmebehälter (200, 204) strömungsmäßig verbindbar ist.Microfluidic device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the microfluidic device has a plurality of interaction chambers (24) and a first blood sample receptacle (20) with a group of first blood sample receptacle containers (200), which merge into the associated first fluid channels (74) via first sample channels (188), and a second blood sample receptacle (22) with a group of second blood sample receptacle containers (204), which merge into the associated second fluid channels (78) via second sample channels (194), so that each interaction chamber (24) is only fluidically connectable to its own first and second blood sample receptacle containers (200, 204). Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Probenkanal (188, 194) mit einem eigenen Absperrventil (190, 196) versehen ist, um die Blutprobe (212) bei geöffnetem Ventil (190, 196) zur Interaktionskammer (24) zu pumpen.Microfluidic device (12) according to Claim 12 , characterized in that each sample channel (188, 194) is provided with its own shut-off valve (190, 196) in order to pump the blood sample (212) to the interaction chamber (24) when the valve (190, 196) is open. Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass den mehreren ersten Blutprobenaufnahmenbehältern (200) und den mehreren zweiten Blutprobenaufnahmenbehältern (204) jeweils ein eigener Anschluss an die Pneumatikeinheit (14) zugeordnet ist, der über zumindest ein Ansteuerventil (208, 210) so schaltbar ist, dass jeder Blutprobenaufnahmebehälter (200, 204) über das wenigstens eine Ansteuerventil (200, 204) mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck beaufschlagt werden kann, insbesondere wobei der Blutprobenaufnahmenbehälter (200, 204) einer Interaktionskammer (24) wechselweise so angesteuert werden, dass ein Blutprobenaufnahmebehälter (200, 204) mit Überdruck und der andere (200, 204) mit Unterdruck oder Umgebungsdruck beaufschlagt wird und die Blutprobe (212) über das Sensorelement (26) hin und her gepumpt wird.Microfluidic device (12) according to Claim 13 , characterized in that the plurality of first blood sample containers (200) and the plurality of second blood sample containers (204) are each assigned a separate connection to the pneumatic unit (14), which can be switched via at least one control valve (208, 210) such that each blood sample container (200, 204) can be subjected to overpressure and underpressure or to overpressure and ambient pressure via the at least one control valve (200, 204), in particular wherein the blood sample containers (200, 204) of an interaction chamber (24) are alternately controlled such that one blood sample container (200, 204) is subjected to overpressure and the other (200, 204) is subjected to underpressure or ambient pressure and the blood sample (212) is pumped back and forth via the sensor element (26). Mikrofluidische Vorrichtung (12) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der mehreren ersten und/oder zweiten Blutprobenaufnahmenbehältern (200, 204) mit einem Membranelement (368) oder einem Deckel versehen ist, um einen Probeneinlass (366) an dem Blutprobenaufnahmebehälter (200, 204) flüssigkeitsdicht, wiederverschließbar abzudecken, wobei das Membranelement (368) insbesondere als eine hydrophobe, gasdurchlässige Membranfolie ausgebildet ist, die mit dem den Blutprobenaufnahmenbehälter zugeordneten, wenigstens einen Ansteuerventil (208, 210) reversibel koppelbar ist, um die Blutprobenaufnahme über das Membranelement mit Überdruck und Unterdruck oder mit Überdruck und Umgebungsdruck zu beaufschlagen.Microfluidic device (12) according to Claim 14 , characterized in that each of the plurality of first and/or second blood sample receptacles (200, 204) is provided with a membrane element (368) or a lid in order to cover a sample inlet (366) on the blood sample receptacle (200, 204) in a liquid-tight, resealable manner, wherein the membrane element (368) is designed in particular as a hydrophobic, gas-permeable membrane film which can be reversibly coupled to the at least one control valve (208, 210) assigned to the blood sample receptacle in order to subject the blood sample receptacle to overpressure and underpressure or to overpressure and ambient pressure via the membrane element. Proteindefektdiagnosevorrichtung (10), mit einer mikrofluidischen Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Proteindefektdiagnosevorrichtung (10) ein Sensorelement (26), das zumindest eine, insbesondere mehrere oder alle Interaktionskammern (24) mit ihrer oberflächenbehandelten Oberseite (30) unterseitig schließt, und eine Optikeinheit (34) umfasst, die eine IR-Quelle (36), einen IR-Detektor (38) und einen die IR-Quelle (36) und einen den IR-Detektor (38) verbindenden Strahlengang (42) durch die oder die mehreren Interaktionskammern (24) aufweist, wobei die Optikeinheit (34) dazu eingerichtet ist, über den Strahlengang (42) die von der IR-Quelle (36) erzeugt IR-Strahlung über das Sensorelement (26) auf den IR-Detektor (38) zu leiten, um ein IR-Spektrum von der Oberfläche (30) des Sensorelements (26) aufzunehmen.Protein defect diagnostic device (10), comprising a microfluidic device (12) according to one of the Claims 1 until 15 , wherein the protein defect diagnostic device (10) comprises a sensor element (26) which closes at least one, in particular several or all interaction chambers (24) with its surface-treated upper side (30) on the underside, and an optical unit (34) which comprises an IR source (36), an IR detector (38) and an IR source (36) and a beam path (42) connecting the IR detector (38) through the one or more interaction chambers (24), wherein the optical unit (34) is configured to guide the IR radiation generated by the IR source (36) via the sensor element (26) to the IR detector (38) via the beam path (42) in order to record an IR spectrum from the surface (30) of the sensor element (26). Verfahren zum Blutprobenauftrag auf ein Sensorelement (26) für eine Proteindefektdiagnose und/oder zum Konditionieren eines Sensorelements (26) für eine Proteindefektdiagnose, mit einer mikrofluidischen Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Verfahren einen Zyklus mit den folgenden Schritten umfasst: a) Führen einer Blutprobe (212) oder eines Konditionierungsfluids (96) vom ersten Fluidkanal (74) durch die Interaktionskammer (24) in den zweite Fluidkanal (78); und b) Zurückführen der Blutprobe (212) oder des Konditionierungsfluids (96) entlang des zweiten Fluidkanals (78) durch die Interaktionskammer (24) in den ersten Fluidkanal (74).Method for applying a blood sample to a sensor element (26) for a protein defect diagnosis and/or for conditioning a sensor element (26) for a protein defect diagnosis, with a microfluidic device (12) according to one of the Claims 1 until 15 , wherein the method comprises a cycle with the following steps: a) passing a blood sample (212) or a conditioning fluid (96) from the first fluid channel (74) through the interaction chamber (24) into the second fluid channel (78); and b) returning the blood sample (212) or the conditioning fluid (96) along the second fluid channel (78) through the interaction chamber (24) into the first fluid channel (74). Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: c) Wiederholen der Schritte a) und b), für eine vorbestimmte Zeitdauer oder bis eine vorbestimmte Anzahl und Zyklen erreicht ist.Procedure according to Claim 17 , characterized by the following step: c) repeating steps a) and b) for a predetermined period of time or until a predetermined number of cycles is reached. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch Detektieren, ob eine Fluidfront einen bestimmten Abschnitt im Strömungsweg passiert hat, und anschließend Umkehrung der Strömungsrichtung.Procedure according to Claim 17 or 18 , characterized by detecting whether a fluid front has passed a certain section in the flow path and then reversing the flow direction. Verfahren zum Analysieren von Proteindefekten in einer Blutprobe, mit einer Proteindefektdiagnosevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Führen einer Blutprobe (212) entlang einer ersten Strömungsrichtung von einer ersten Blutprobenaufnahme (20) durch die Interaktionskammer (24) in eine zweite Blutprobenaufnahme (22); b) Zurückführen der Blutprobe (212) entlang einer zweiten Strömungsrichtung, die zu der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzt verläuft, von der zweiten Blutprobenaufnahme (22) durch die Interaktionskammer (24) in die erste Blutprobenaufnahme (20); und c) Bestrahlen der Oberfläche (30) des Sensorelements (26) mit IR-Strahlung unter Erhalt eines IR-Spektrums.Method for analyzing protein defects in a blood sample, with a protein defect diagnostic device according to Claim 16 , characterized in that the method comprises the following steps: a) guiding a blood sample (212) along a first flow direction from a first blood sample receptacle (20) through the interaction chamber (24) into a second blood sample receptacle (22); b) returning the blood sample (212) along a second flow direction, which is opposite to the first flow direction, from the second blood sample receptacle (22) through the interaction chamber (24) into the first blood sample receptacle (20); and c) irradiating the surface (30) of the sensor element (26) with IR radiation to obtain an IR spectrum.
DE102023126576.8A 2023-09-28 2023-09-28 Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for protein defect diagnosis and method for analyzing protein defects Pending DE102023126576A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023126576.8A DE102023126576A1 (en) 2023-09-28 2023-09-28 Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for protein defect diagnosis and method for analyzing protein defects
PCT/EP2024/077069 WO2025068372A1 (en) 2023-09-28 2024-09-26 Microfluidic device, biomarker detection device comprising microfluidic device, method for depositing a sample of a body fluid, and method for analyzing biomarkers in body fluids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023126576.8A DE102023126576A1 (en) 2023-09-28 2023-09-28 Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for protein defect diagnosis and method for analyzing protein defects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023126576A1 true DE102023126576A1 (en) 2025-04-03

Family

ID=92931868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023126576.8A Pending DE102023126576A1 (en) 2023-09-28 2023-09-28 Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for protein defect diagnosis and method for analyzing protein defects

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102023126576A1 (en)
WO (1) WO2025068372A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110275160A1 (en) * 2006-01-19 2011-11-10 Rheonix, Inc. Microfluidic systems and control methods
DE102018203047A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-05 Robert Bosch Gmbh Microfluidic device
US20200141866A1 (en) * 2017-05-29 2020-05-07 RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM Biosensor for Conformation and Secondary Structure Analysis
DE102019219659A1 (en) * 2019-12-16 2021-08-19 Robert Bosch Gmbh Cartridge with a microfluidic system for performing an analysis of a sample
DE102020107645A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 Bruker Daltonics GmbH & Co. KG Operation of a microfluidic device for the analysis of sample substances

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040101870A1 (en) * 2002-11-26 2004-05-27 Caubet Bruno S. Microvolume biochemical reaction chamber
EP2116839A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-11 Université Catholique de Louvain Device for multiple ATR analysis
CN104136123B (en) * 2012-01-09 2017-03-01 精密公司 Microfluidic reactor system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110275160A1 (en) * 2006-01-19 2011-11-10 Rheonix, Inc. Microfluidic systems and control methods
US20200141866A1 (en) * 2017-05-29 2020-05-07 RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM Biosensor for Conformation and Secondary Structure Analysis
DE102018203047A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-05 Robert Bosch Gmbh Microfluidic device
DE102019219659A1 (en) * 2019-12-16 2021-08-19 Robert Bosch Gmbh Cartridge with a microfluidic system for performing an analysis of a sample
DE102020107645A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 Bruker Daltonics GmbH & Co. KG Operation of a microfluidic device for the analysis of sample substances

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025068372A1 (en) 2025-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60128955T2 (en) MICROFLUIDIC EQUIPMENT AND PROCEDURE FOR CHEMICAL SAMPLE
EP0488947B1 (en) Detector cell
DE4438785C2 (en) Microchemical reaction and analysis unit
DE602004003842T2 (en) Method and automated microfluidic system for the detection of proteins in biological samples
US20110243794A1 (en) Biologic fluid analysis cartridge with deflecting top panel
US20110167898A1 (en) Liquid chromatograph
US20120230886A1 (en) Microfluidic Cytochemical Staining System
US20130027686A1 (en) Analysis Device and Method
DE102018118484B4 (en) Device and method for the optical characterization of fluids and / or objects enclosed therein in microchannels
DE102012102256B4 (en) Analyzer with base module and exchangeable cassette
DE102023126576A1 (en) Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for protein defect diagnosis and method for analyzing protein defects
EP1489404A1 (en) Method for producing a 3-D microscope flowcell
DE102023126573A1 (en) Disposable fluid guide assembly, method for manufacturing the disposable fluid guide assembly, microfluidic device with disposable fluid guide assembly and protein defect diagnostic device
DE102023126568A1 (en) Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for applying blood sample to a sensor element and method for analyzing protein defects
DE102023126574A1 (en) Microfluidic device, protein defect diagnostic device with microfluidic device, method for conditioning a sensor element for protein defect detection and method for analyzing protein defects
DE102023126570A1 (en) Sensor element holder, sensor unit, disposable fluid guide assembly with sensor unit and protein defect diagnostic device with disposable fluid guide assembly and sensor unit
DE102023126571A1 (en) Protein defect analysis device
WO2003076063A1 (en) Microcomponent connection system
WO2001090718A1 (en) Method and device for the determination of analyte concentrations
DE102023126572A1 (en) Protein defect diagnostic device and method for analyzing protein defects
EP1623208B1 (en) Optical coupling device and method
DE3420018A1 (en) DEVICE FOR MEASURING SPECIFIC PROPERTIES OF PARTICLES SUSPENDED IN A CARRIER MEDIUM
US8845981B2 (en) Biologic fluid analysis cartridge with volumetric sample metering
DE19817470B4 (en) Device for surface plasmon resonance measurement
DE102006043656B4 (en) Gassing device and system

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: BETASENSE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BUERKERT WERKE GMBH & CO. KG, 74653 INGELFINGEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: MAIWALD GMBH, DE