WO2018011085A1 - Handhabung von flüssigkeiten unter verwendung eines fluidikmoduls mit bezüglich einer rotationsebene geneigter fluidikebene - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft weist einen Rotationskörper mit einer Halterung für ein Fluidikmodul auf, wobei der Rotationskörper eine Rotationsachse aufweist, um die der Rotationskörper drehbar ist und die eine Rotationsebene definiert, auf der die Rotationsachse senkrecht steht. Ein Fluidikmodul ist in die Halterung einbringbar oder an der Halterung anbringbar. Fluidikstrukturen sind in einer Fluidikebene in dem Fluidikmodul gebildet. Wenn das Fluidikmodul in die Halterung eingebracht oder an der Halterung angebracht ist, ist die Fluidikebene um einen Winkel bezüglich der Rotationsebene geneigt ist, und a) verläuft entweder eine von zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen, die die Fluidikebene definieren bezüglich der Rotationsachse radial oder b) schneidet eine durch die Rotationsachse verlaufende Gerade in der Rotationsebene, die senkrecht zu einer der zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen ist, das Fluidikmodul nicht.

Description

Handhabung von Flüssigkeiten unter Verwendung eines Fluidikmoduis mit bezüglich einer Rotationsebene geneigter Fluidikebene

Beschreibung

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Vorrichtungen und Verfahren zur Handhabung von Flüssigkeiten unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft, und insbesondere solche Vorrichtungen und Verfahren, bei denen eine Fluidikebene eines Fluidikmoduis bezüglich einer Rotationsebene geneigt ist.

Ausführungsbeispiele beziehen sich somit auf eine zentrifugale Mikrofluidik, die sich mit der Handhabung von Flüssigkeiten im Femtoliter- bis Milliliter-Bereich in rotierenden Systemen bezieht. Solche Systeme sind meist Polymer-Einwegkartuschen, die in oder anstel- le von Zentrifugenrotoren verwendet werden, mit der Absicht, Laborprozesse zu automatisieren. Dabei können Standardlaborprozesse, wie Pipettieren, Zentrifugieren, Mischen oder Aliquotieren in einer mikrofluidischen Kartusche, die als Fluidikmodul bezeichnet werden kann, implementiert werden. Zu diesem Zweck beinhalten die Kartuschen Kanäle für die Fluidführung, sowie Kammern für das Auffangen von Flüssigkeiten. Die Kartuschen werden mit einer vordefinierten Abfolge von Drehfrequenzen, dem Frequenzprotokoll, beaufschlagt, so dass die in den Kartuschen befindlichen Flüssigkeiten durch die Zentrifugalkraft bewegt werden können. Anwendung findet die zentrifugale Mikrofluidik hauptsächlich in der Laboranalytik und in der mobilen Diagnostik. Die bislang häufigste Ausführung von Kartuschen sind zentrifugal-mikrofluidische Scheiben, die beispielsweise unter den Bezeichnungen„Lab-on-a-disk",„LabDisk",„Lab-on-CD" bekannt sind, die in spezielle Prozessiergeräte eingesetzt werden.

Es sind zahlreiche Lösungsansätze bekannt, die eine parallele Handhabung von Flüssigkeiten in mehreren Kartuschen bzw. Fluidikmodulen ermöglichen.

Aus der EP 0 778 950 B1 ist eine Kartusche bzw. ein Einwegmodul zur Untersuchung biologischer Proben bekannt. Die Kartusche selbst ist aus mehreren Lagen aufgebaut. Mikrofluidische Strukturen und Kanäle sind im Inneren der Kartusche enthalten. Die Kartuschen sind als Segmente eines Kreises entworfen, so dass mehrere Kartuschen parallel prozessiert werden können. Hierfür werden die Kartuschen nebeneinander auf einem Rotationskörper angeordnet, so dass sie einen Kreis bilden und horizontal prozessiert wer- den können. Mit anderen Worten sind die F!uidikebenen der Kartuschen in der Rotationsebene angeordnet.

Aus der US 2007/0095393 A1 sind Vorrichtungen zum Prozessieren von Fluiden bekannt, bei denen zwei Lagen jeweils mikrofluidische Strukturen aufweisen. Diese beiden Lagen sind durch eine dritte Lage getrennt. Mittels eines Lasers können Löcher in die dritte Lage eingebracht werden, um hierdurch Strukturen oder Kanäle der Lagen 1 und 2 miteinander zu verbinden. Auch hier ist bei der Verarbeitung eine Fluidikebene horizontal angeordnet. Von der Firma„spinX technologies" ist ein sogenannter„gStack" bekannt, der einen Behälter darstellt, in dem mehrere Kartuschen angeordnet sind. Zur Prozessierung von Flüssigkeiten unter Verwendung der Kartuschen kann der gStack in das Gerät zur Analyse eingebracht werden, woraufhin ein Greifer die einzelnen Kartuschen entnimmt und sie in einen Rotor einlegt. In dem Rotor werden die Kartuschen horizontal prozessiert. Während der Prozessierung werden mit einem Laser Löcher als Verbindungen zwischen den mikro- fluidischen Strukturen in den Lagen eingebracht, wobei auf diese Weise während der Prozessierung die Flüssigkeiten gesteuert werden können.

Yeo, Joo Chuan; Wang, Zhiping; Lim, Chwee Teck (2015): Microfluidic size Separation of cells and particles using a swinging bücket centrifuge, in: Biomicrofluidics 9 (5), S. 0541 14. DOI: 10.1063/1.4931953, beschreiben eine mikrofluidische Trennung von Zellen und Partikeln unter Verwendung eines Ausschwingrotors. Ein PDMS-Chip wird in eine Halterung eines Ausschwingrotors gelegt. Unter Rotation schwingt die Halterung mit dem Chip aus. In der Zeit bis zum Ausschwingen der Halterung ist der Chip horizontal ange- ordnet und die geladene Probe wird durch den Zentrifugaldruck weiterbewegt. Zusätzlich werden im flachen Separationskanal Partikel nach der Größe separiert. Größere Partikel bewegen sich schneller radial nach außen als kleinere Partikel.

Es besteht ein Bedarf nach Vorrichtungen und Verfahren zum Handhaben von Flüssigkei- ten, bei denen radial innen mehr Platz für fluidische Strukturen zur Verfügung steht und/oder die eine Parallelisierung mit einer erhöhten Integrationsdichte ermöglichen.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung decken diesen Bedarf durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 15. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt. Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft, mit folgenden Merkmalen: einem Rotationskörper mit einer Halterung für ein Fluidikmodul, wobei der Rotationskör- per eine Rotationsachse aufweist, um die der Rotationskörper drehbar ist und die eine Rotationsebene definiert, auf der die Rotationsachse senkrecht steht; einem Fluidikmodul, das in die Halterung einbringbar oder an der Halterung anbringbar ist, in dem die Fluidikstrukturen gebildet sind, wobei eine Erstreckung der Fluidikstruktu- ren in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen um ein Vielfaches größer ist als eine Erstreckung der Fluidikstrukturen in einer dritten Raumrichtung, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Raumrichtung ist, wobei die erste und die zweite Raumrichtung eine Fluidikebene definieren, wobei, wenn das Fluidikmodul in die Halterung eingebracht oder an der Halterung angebracht ist, die Fluidikebene um einen Winkel bezüglich der Rotationsebene geneigt ist, und entweder a) eine der zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen bezüglich der Rotationsachse radial verläuft oder b) eine durch die Rotationsachse verlaufende Gerade in der Rotationsebene, die senkrecht zu einer der zwei zueinander senkrechten Raum- richtungen ist, das Fluidikmodul nicht schneidet.

Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zur Handhabung von Flüssigkeiten unter Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung, das das Einbringen einer Flüssigkeit in die Fluidikstrukturen und das Einbringen des Fluidikmoduls in den Rotationskörper oder das Anbringen des Fluidikmoduls an den Rotationskörper, und das Drehen des Rotationskörpers zum Handhaben der Flüssigkeit aufweist.

Ausführungsbeispiele basieren auf der Erkenntnis, dass durch ein Neigen der Fluidikebene relativ zu der Rotationsebene radial innen mehr Raum für die Fluidikebenen zur Verfü- gung steht. Ferner wurde erkannt, dass es durch eine entsprechende Anordnung eines Fluidikmoduls relativ zu einer Rotationsebene möglich ist, mehrere Fluidikmodule in einer entsprechenden Anordnung mit einer höheren Integrationsdichte auf dem Rotationskörper anzuordnen. Dadurch ermöglichen Ausführungsbeispiele eine gleichzeitige Prozessierung von Flüssigkeiten unter Verwendung einer größeren Anzahl von Fluidikmodulen bei gleichbleibendem Platzbedarf. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten mit einem Fluidikmodul;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten mit zwei Fluidikmodulen;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fluidikmoduls;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Vielzahl von Fluidikmodulen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Fluidikmoduls relativ zu einer Rotationsebene;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit einer ersten Rotationsachse und einer zweiten Rotationsachse;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten mit einer Antriebseinrichtung;

Fig. 8a und 8b schematische Darstellungen eines Fluidikmoduls;

Fig. 9 bis 12 schematische Darstellung zur Erläuterung von Fluidikstrukturen; und

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung, bei der ein Fluidikmodul bezüglich der radialen Richtung versetzt angeordnet ist.

In der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen untereinander austauschbar ist. Bevor Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, sei zunächst daraufhin gewiesen, dass Beispiele der Erfindung insbesondere auf dem Gebiet der zentrifugalen Mikrofluidik Anwendung finden können, bei der es um die Prozessierung von Flüssigkeiten im Femtoliter- bis Milliliter-Bereich geht. Entsprechend können Fluidikstrukturen ge- eignete Abmessungen im Mikrometer-Bereich für die Handhabung entsprechender Flüssigkeitsvolumina aufweisen.

Wird hierin der Ausdruck .radial" verwendet, so ist jeweils radial bezüglich des Rotationszentrums (also der Rotationsachse), um das der Rotationskörper und somit das Fluidik- modul drehbar ist, gemeint. Im Zentrifugalfeld ist somit eine radiale Richtung von dem Rotationszentrum weg radial abfallend und eine radiale Richtung zu dem Rotationszentrum hin ist radial ansteigend. Ein Fluidkanal, dessen Anfang näher am Rotationszentrum liegt als dessen Ende, ist somit radial abfallend, während ein Fluidkanal, dessen Anfang weiter vom Rotationszentrum entfernt ist als dessen Ende, radial ansteigend ist. Ein Ka- nal, der einen radial ansteigenden Abschnitt aufweist, weist also Richtungskomponenten auf, die radial ansteigend bzw. radial nach innen verlaufen. Es ist klar, dass ein solcher Kanal nicht exakt entlang einer radialen Linie verlaufen muss, sondern in einem Winkel zu der radialen Linie oder gebogen verlaufen kann. Ist hierin von einem Fluidkanal die Rede, so ist eine Struktur gemeint, deren Längenabmessung von einem Fluideinlass zu einem Fluidauslass größer ist, beispielsweise mehr als 5-mal oder mehr 10-mal größer, als die Abmessung bzw. Abmessungen, die den Strömungsquerschnitt definiert bzw. definieren. Somit weist ein Fluidkanal einen Strömungswiderstand für ein Durchströmen desselben von dem Fluideinlass zu dem Fluidaus- lass auf. Dagegen ist eine Fluidkammer hierin eine Kammer, die solche Abmessungen aufweist, dass ein relevanter Strömungswiderstand in derselben nicht auftritt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten, die einen Rotationskörper 10 mit einer Halterung 12 für ein Fluidikmodul 14 aufweist. Bei der Darstellung in Fig. 1 ist das Fluidikmodul 14 zu Darstellungszwecken nicht vollständig in die Halterung 12 eingebracht. Bei der Halterung 12 kann es sich beispielsweise um eine Ausnehmung handeln, in die das Fluidikmodul 14 eingebracht werden kann, so dass das Modul 14 während einer Rotation des Rotationskörpers in der Ausnehmung gehalten wird. Beispielsweise kann das Fluidikmodul 14 von oben in die entsprechende Ausnehmung eingebracht werden. Alternative Halterungen sind möglich, beispielsweise eine Klemmvorrichtung, an der das Fluidikmodul angebracht werden kann. In dem Fluidikmodul sind Fluidikstrukturen 16 gebildet, die in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien dargestellt sind. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Rotationskörper 10 die Form einer kreisförmigen Scheibe mit einem Mittelpunkt 20, um die die Scheibe 10 drehbar ist. Durch den Mittelpunkt 20 verläuft die Rotationsachse 22 des Ro- tationskörpers 10. Die Rotationsachse 22 definiert eine Rotationsebene, auf der die Rotationsachse 22 senkrecht steht.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten, bei der zwei entsprechende Halterungen 12 in dem Rotationskörper 10 vorge- sehen sind, wobei zwei entsprechende Fluidikmodule 14 in die Halterungen 12 eingebracht bzw. an den Halterungen 12 angebracht sind. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann eine beliebige andere Anzahl von Fluidikmodulen entsprechend an dem Rotationskörper 10 angebracht sein. Bei Ausführungsbeispielen kann der Rotationskörper mit den angebrachten Fluidikmodulen rotationssymmetrisch ausgebildet sein.

Wie Bezug nehmend auf Fig. 3 näher erläutert wird, ist die Erstreckung der Fluidikstrukturen 16 in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen x und y um ein Vielfaches größer als eine Erstreckung der Fluidikstrukturen in einer dritten Raumrichtung z, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Raumrichtung ist, wobei die erste und die zweite Raumrich- tung x und y eine Fluidikebene definieren. Wenn das Fluidikmodul 14 in die Halterung 12 eingebracht oder an der Halterung 12 angebracht ist, ist die Fluidikebene um einen Winkel bezüglich der Rotationsebene, die in Fig. 3 durch das Bezugszeichen 24 angedeutet ist, geneigt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel beträgt dieser Winkel 90°, so dass eine der beiden Raumrichtungen, nämlich die Raumrichtung y, bei dem gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel parallel zu der Rotationsachse 22 verläuft. Ferner verläuft bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die andere der Raumrichtungen, nämlich die Raumrichtung x, bezüglich der Rotationsachse radial.

Bei alternativen Ausführungsbeispielen verläuft die eine der Raumrichtungen nicht radial, sondern kann versetzt zum Radius angeordnet sein, solange eine in der Rotationsebene durch die Rotationsachse verlaufende Gerade, die senkrecht zu einer der zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen ist, das Fluidikmodul nicht schneidet. Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist in Fig. 13 gezeigt, in der eine radiale Richtung (Radius) durch einen Pfeil 26 dargestellt ist. Das Fluidikmodul 14, dessen eine Raumrichtung in radialer Richtung angeordnet ist (wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel) ist in Fig. 13 gestrichelt dargestellt. Ferner ist in Fig. 13 ein Fluidikmodul 14a, das zu dieser radialen Richtung versetzt angeordnet ist, dargestellt. Das Fluidikelement 14a ist jedoch hinsichtlich der radialen Richtung nur so weit versetzt, dass eine durch die Rotationsachse verlaufende Gerade, die senkrecht zu einer der zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen ist, das Fluidikmodul nicht schneidet. Ein Beispiel einer solchen Gerade ist durch die Gerade g in Fig. 13 gezeigt. Bei dem in Fig. 13 gezeigten Beispiel ist das Fluidikmodul 14a parallel zu der radialen Richtung 26 angeordnet. Es ist jedoch klar, dass das zu der radialen Richtung versetzte Fluidikelement 14a auch in einem Winkel zur radialen Richtung angeordnet sein könnte. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, können die Fluidikstrukturen 16 Fluidkammern 30a, 30b, 30c und Fluidkanäle 32a, 32b aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, dass die gezeigten Fluidikstrukturen rein beispielhaft für beliebige Strukturen sind, die in dem Fluidikmodul gebildet sein können. Bei Ausführungsbeispielen weisen die Fluidikstrukturen zumindest zwei Fluidkammern auf, die durch zumindest einen Fluidkanal fluidisch miteinander ver- bunden sind.

Bei Ausführungsbeispielen kann das Fluidikmodul aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, beispielsweise einem Kunststoff, wie PMMA (Polymethylmethacrylat), PC (Polycarbonat), PVC (Polyvinylchlorid) oder PDMS (Polydimethylsiloxan), Glas oder dergleichen. Bei Ausführungsbeispielen weist das Fluidikmodul mehrere Schichten auf, wobei die Fluidikstrukturen in einer oder mehreren der Schichten gebildet sein können. Bei Ausführungsbeispielen können die äußeren Schichten Deckelschichten sein, so dass die Fluidikstrukturen geschlossen sind. Eine oder mehrere Einfüllöffnungen oder Auslassöffnungen können in den Deckelschichten vorgesehen sein. Diese können verschließbar sein.

Bei Ausführungsbeispielen kann das Fluidikmodul die Form einer Platte aufweisen, wobei die Länge und die Breite der Platte um ein Vielfaches größer sind als die Dicke der Platte und wobei die beiden Hauptoberflächen der Platte parallel zu der Fluidikebene sind. Das in den Fig. 1 und 3 gezeigte Fluidikmodul ist ein Beispiel für ein solches platten- bzw. kar- tenförmiges Fluidikmodul. Allgemein kann ein Bereich, in dem die Fluidikstrukturen in dem Fluidikmodul gebildet sind, platten- bzw. schichtförmig sein, wobei der schichtförmige oder plattenförmige Abschnitt in der Fluidikebene liegt. Bei Ausführungsbeispielen ist, wenn das Fluidikmodul in die Halterung eingebracht oder an der Halterung angebracht ist, die Fluidikebene um einen Winkel von 90 Grad bezüglich der Rotationsebene geneigt. Die Fig. 1 und 3 zeigen ein Beispiel für eine solche Anordnung, die eine hohe Integrationsdichte ermöglicht. Beispielsweise ist in Fig. 4 eine entsprechende Anordnung von 12 Fluidmodulen 14 gezeigt, die um die Rotationsachse 22 angeordnet sind. Ein Rotationskörper mit entsprechenden Halterungen für die Fluidikmo- dule 14 ist in Fig. 4 nicht dargestellt. Eine solche Anordnung ermöglicht eine parallele Prozessierung von mehreren Fluidikmodulen gleichzeitig.

Allgemein weist bei Ausführungsbeispielen der Rotationskörper mehrere Halterungen zur entsprechenden Einbringung oder Anbringung eines jeweiligen Fluidikmoduls auf, wobei in jede der Halterungen ein entsprechendes Fluidikmodul eingebracht bzw. an derselben angebracht sein kann. Die Halterungen können derart angeordnet sein, dass der Mittenabstand der Halterungen an einem radial inneren Ende derselben in bezüglich der Rotationsachse azimutaler Richtung geringer ist als die Erstreckung der Fluidikmodule in der Fluidikebene. Diesbezüglich sei beispielsweise auf den in Fig. 4 dargestellten Mittenab- stand D verwiesen, der geringer ist als die Erstreckung der Fluidikmodule 14 in der Fluidikebene, die durch die Raumrichtungen x und y definiert ist.

Bei Ausführungsbeispielen ist die Rotationsachse vertikal angeordnet. Bei Ausführungsbeispielen findet eine Prozessierung statt, während das Fluidikmodul (das auch als mikro- fluidische Kartusche bezeichnet werden kann, vertikal ausgerichtet ist). Anders ausgedrückt ist eine der zwei Raumrichtungen, die die Fluidikebene definieren, vertikal ausgerichtet. Die Rotationsachse kann dabei innerhalb oder außerhalb des Fluidikmoduls liegen. Bei den in Fig. 3 gezeigten Fluidikstrukturen können beispielsweise Fluide aus den beiden radial innen liegenden Kammern 30a zentrifugal durch die Kanäle 32a nach radial außen in die große zentrale Kammer 30b bewegt werden. Dort können die beiden Fluide gemischt werden und anschließend durch den weiterführenden Kanal 32b nach radial außen in die endständigen Kammern 30c aufgeteilt werden. Dort kann eine Nachweisreaktion stattfinden und ausgelesen werden. Eine Auslesung kann beispielsweise optisch erfolgen, beispielsweise durch eine Fluoreszenzmessung. Um eine solche Auslesung zu ermöglichen, können zumindest Teile des Rotationskörpers und des Fluidikmoduls transparent sein. Ferner können Spiegel und/oder Lichtleiter in dem Rotationskörper angeordnet sein, um Licht von einer Lichtquelle zu der jeweiligen Kammer, in der eine Nachweisreaktion stattfindet, umzulenken und Licht von der Kammer auf einen Detektor umzulenken. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist, wenn das Fluidikmodul in die Halterung eingebracht oder an der Halterung angebracht ist, die Fluidikebene um einen Winkel in einem Bereich von 20 Grad bis 70 Grad bezüglich der Rotationsebene geneigt. Bei Ausführungsbeispielen ist die Fluidikebene um einen Winkel in einem Bereich von 30 Grad bis 60 Grad bezüglich der Rotationsebene geneigt. Beispielsweise zeigt Fig. 5 eine Anordnung des Fluidikmoduls, bei dem das Fluidikmodul 14 bezüglich der Rotationsebene 24 um einen Winkel α geneigt ist, der beispielsweise 45 Grad beträgt. Wie ferner in Fig. 5 gezeigt ist, ist das Fluidikmodul bzw. die Fluidikebene um einen Winkel von ß gegenüber der Rotationsachse 22 geneigt, wobei gilt α + ß = 90°. Es bedarf keiner separaten Erläute- rung, dass die jeweilige Halterung bzw. die jeweiligen Halterungen des Rotationskörpers angepasst sind, um das Fluidikmodul bzw. die Fluidikmodule in einer entsprechenden Ausrichtung bezüglich der Rotationsebene zu halten. Durch eine geneigte Anordnung, bei der das Fluidikmodul in einem anderen Winkel als 90 Grad relativ zu der Rotationsebene geneigt ist, beispielsweise in einem Winkel von 30° bis 60°, kann zum einen ein hoher Parallelisierungsgrad erhalten werden, während zum anderen die Fluidikmodule ohne komplexe Optik direkt ausgelesen werden können, indem ein direkter Lichteinfall zu den Fluidkammern, in denen das Auslesen stattfinden soll, möglich ist und nicht durch benachbarte Fluidikmodule blockiert wird. Bei Ausführungsbeispielen kann die Rotationsachse eine erste Rotationsachse sein, wobei die Halterung ausgebildet ist, um das Fluidikmodul drehbar um eine zweite Rotationsachse, die windschief zu der ersten Rotationsachse ist, zu lagern. Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist rein schematisch in Fig. 6 dargestellt. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist an einer entsprechenden Halterung des Rotationskörpers 10, der um die Rotationsachse 22 drehbar ist, ein zweiter Rotationskörper 60 angebracht, der um eine zweite Rotationsachse 62 drehbar ist, wie durch einen Pfeil 64 angedeutet ist. Die Rotationsachse 62 kann beispielsweise senkrecht zu der Rotationsachse 22 sein. An dem zweiten Rotationskörper 60 sind ein oder mehrere Fluidikmodule 66 angebracht. Die Fluidikmodule 66 können bezüglich des Rotationskörpers 60 horizontal angeordnet sein und bezüglich der durch die Rotationsachse 22 definierte Rotationsebene geneigt sein. Bei Ausführungsbeispielen können somit weitere Rotationsachsen zur Präzisierung herangezogen werden. Eine der Rotationsachsen, die Rotationsachse 22, stellt die Hauptrotationsachse dar, während die andere Rotationsachse, die Rotationsachse 62, um die Hauptrotationsachse rotiert, wobei die Fluidikmodule 66 wiederum um die zweite Rotationsachse 62 rotieren. Die Rotations- achsen sind dabei windschief zueinander. Beide Rotationsachsen können innerhalb aber auch außerhalb der Fluidikmodule liegen. Es bedarf keiner expliziten Erläuterung, dass der Rotationskörper 10 entsprechend ausgebildet ist, um eine entsprechende Rotation des zweiten Rotationskörpers 66 zu ermöglichen, beispielsweise durch eine entsprechende Ausnehmung in dem Rotationskörper 10.

Fig. 7 zeigt schematisch ein Beispiel einer Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten mit einem Rotationskörper 10, in den Fluidikmodule 14 eingesetzt sind. Eine Antriebseinrichtung 70 für den Rotationskörper 10 kann ein rotierendes Teil 72, an dem der Rotationskörper 10 angebracht ist, aufweisen. Beispielsweise kann der Rotationskörper 10 mittels eines Klettverschlusses an dem rotierenden Teil 72 angebracht sein. Alternativ kann der Rotationskörper 10 eine mittige Öffnung aufweisen, über die der Rotationskörper 10 mittels einer üblichen Befestigungseinrichtung an dem rotierenden Teil 72 der Antriebseinrichtung 70 angebracht sein kann. Das rotierende Teil 72 ist drehbar an einem stationären Teil 74 der Antriebseinrichtung 70 gelagert. Bei der Antriebseinrichtung 70 kann es sich beispielsweise um eine herkömmliche Zentrifuge mit einstellbarer Drehgeschwindigkeit handeln. Eine Steuerung 76 kann vorgesehen sein, die ausgelegt ist, um die Antriebsvor- richtung 70 zu steuern, um den Rotationskörper und damit die Fluidikmodule mit einer vordefinierten Abfolge von Drehfrequenzen, dem Frequenzprotokoll, zu beaufschlagen, um die Handhabung der Flüssigkeiten in den Fluidikmodulen zu erreichen, beispielsweise die Flüssigkeiten zu bewegen und/oder zu prozessieren. Die Steuerung 76 kann, wie für Fachleute offensichtlich ist, beispielsweise durch eine entsprechend programmierte Re- cheneinrichtung oder eine anwenderspezifische integrierte Schaltung implementiert sein.

Bezug nehmend auf die Fig. 8a und 8b wird eine einfache Möglichkeit beschrieben, wie ein Probentransfer in ein Fluidikmodul stattfinden kann. Beispielsweise kann das Fluidikmodul 14 eine Öffnung 80 aufweisen, die in einer Rückseite des Fluidikmoduls 14 vorge- sehen sein kann. Durch diese Öffnung kann mittels einer Ladevorrichtung 82, beispielsweise einer Pipettenspitze, eine Probe in die Fluidikstrukturen des Fluidikmoduls eingebracht werden. Um das Fluidikmodul nach dem Probentransfer zu verschließen, muss auch die Öffnung 80 geschlossen werden. Dies kann, wie in den Fig. 8a und 8b gezeigt ist, beispielsweise durch einen Streifen 84 selbstklebender Folie geschehen. Alternativ kann die Öffnung 80 auch mit einem Pfropfen oder komplexeren Verschlusssystemen, wie beispielsweise einem angespritzten Deckel mit Filmscharnier, verschlossen werden. Das entsprechend verschlossene Fluidikmodul kann dann in den Rotationskörper eingesetzt werden und in der entsprechenden Ausrichtung bezüglich der Rotationsebene, wie sie hierin beschrieben ist, prozessiert werden. Im Folgenden werden Bezug nehmend auf die Fig. 9 bis 12 beispielhafte Fluidikstruktu- ren, die in dem Fluidikmodul vorgesehen sein können, beschrieben. Die Bezug nehmend auf die Fig. 9 bis 12 beschriebenen Fluidikstrukturen können zur Durchführung von Einheitsoperationen in einem entsprechenden Fluidikmodul dienen. Es ist jedoch offensicht- lieh, dass neben den beschriebenen Fluidikstrukturen weitere Fluidikstrukturen in den jeweiligen Fluidikmodulen gebildet sein können, um gewünschte Fluidikoperationen zu implementieren.

Fig. 9 zeigt Fluidikstrukturen in Form eines Überlaufsiphons. Der Überlaufsiphon verfügt über einen radial innen liegenden fluidischen Einlass 90, eine Fluidkammer 92 und einen radial außen liegenden fluidischen Auslass 94. Der fluidische Einlass 90 ist über einen Fluidkanal 96 mit der Fluidkammer 92 verbunden. Der fluidische Auslass 94 ist über einen Auslasskanal 98 mit der Fluidkammer 92 verbunden. Der Auslasskanal 98 mündet in einem bezüglich des Erdgravitationsfelds oberen und radial außen liegenden Bereich der Fluidkammer 92 in die Fluidkammer 92. Der Auslasskanal weist einen bezüglich des Erdgravitationsfelds ansteigenden Abschnitt 98a, einen radial ansteigenden Abschnitt 98b und einen radial abfallenden Abschnitt 98c auf. Die Abschnitte 98b und 98c sind wiederum über einen im Gravitationsfeld ansteigenden Kanalabschnitt miteinander verbunden. Der radial außen liegende fluidische Auslass 94 liegt radial weiter außen als die radiale Position des Auslasses der Fluidkammer 92, d. h. die Position, an der der Auslasskanal 98 in die Fluidkammer 92 mündet. Im Betrieb kann die Fluidkammer 92 unter Rotation über den Einlass 90 und den Kanal 96 befüllt werden, wobei ab einem bestimmten Füllvolumen, wenn der Siphon überschritten wird, die Kammer 92 über den Auslasskanal 98 wieder entleert werden kann. Zusätzlich kann bei Ausführungsbeispielen bei einer vertika- len Anordnung die Fluidkammer 92 befüllt werden, ohne dass sie sich entleert. Bei keiner oder geringer Rotation hält die Gravitation die Flüssigkeit in der Kammer ohne Kontakt zum Auslass. Erst bei höheren Rotationsfrequenzen wird die Flüssigkeit nach radial außen bewegt, in Fig. 9 nach rechts, befüllt den Auslasskanal 98 und kann dann durch den Auslass 94 in nachgeschaltete fluidische Strukturen überführt werden. Durch eine solche vertikale Umsetzung eines Überlaufsiphons kann die Gefahr eines vorzeitigen Durchbruchs durch kapillares Primen des Auslasskanals deutlich gesenkt werden.

Um eine Probe in das Fluidikmodul 14 zu überführen, kann eine Struktur, wie sie oben Bezug nehmend auf die Fig. 8a und 8b beschrieben wurde, verwendet werden. Alternativ kann die Probe von einer Seite des Fluidikmoduls 14 eingebracht werden, beispielsweise durch Fluidikstrukturen, wie sie in Fig. 10 gezeigt sind. Hier kann eine Probe seitlich bzw. von oben durch einen Einlass 100 in das Fluidikmodul 14 eingebracht werden, von wo sie unter Rotation zentrifugal in einen Auslasskanal 102 der Ladefluidikstrukturen bewegt werden kann. Der Auslasskanal 102 der Ladefluidikstrukturen kann wiederum mit nachgeschalteten fluidischen Strukturen verbunden sein. Das Beladen der Ladefluidikstruktu- ren mit einer Probe kann bei Stillstand oder unter Rotation durchgeführt werden, und beispielsweise durch Einlegen, Eintropfen oder Einpipettieren geschehen. Beispielsweise kann eine Probe lediglich an den Rand der Ladefluidikstrukturen pipettiert werden. Durch Rotieren des Fluidikmoduls wird die Probe zunächst in die Kammer 104 und dann durch dieselbe und den Auslasskanal 102 in nachfolgende Strukturen geschleudert. Die Probe kann aber auch durch Einführen der Pipette in die Kammer 104 direkt in diese pipettiert werden, um dann unter Rotation aus der Kammer in nachfolgende Strukturen bewegt zu werden.

Bei Ausführungsbeispielen weisen die Fluidikstrukturen solche auf, die einen Coriolis- Schalter implementieren. Solche Fluidikstrukturen können einen radial abfallenden Kanal aufweisen, der sich in einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal verzweigt, wobei der erste Kanal hinsichtlich einer Mitte des radial abfallenden Kanals in der dritten Raumrichtung auf einer ersten Seite in den radial abfallenden Kanal mündet und der zweite Kanal hinsichtlich der Mitte des radial abfallenden Kanals in der dritten Raumrichtung auf einer zweiten Seite in den radial abfallenden Kanal mündet. Ein Beispiel für solche Fluidikstrukturen ist in Fig. 11 gezeigt. Im linken Teil von Fig. 11 ist dabei die Rotationsachse 22 gezeigt, in der Mitte eine schematische Seitenansicht der Fluidikstrukturen und im rechten Teil eine schematische Schnittansicht in radialer Richtung. Die Fluidikstrukturen weisen einen radial abfallenden Kanal 110 auf, der sich in einen ersten Kanal 112 und einen zweiten Kanal 114 verzweigt. Eine Mitte des radial abfallenden Kanals 110 in der dritten Raumrichtung ist in Fig. 11 durch eine Linie 116 angedeutet. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, teilt sich der radial abfallende Mutterkanal 110 an einer Bifurkation 118 in die zwei Tochterkanäle 112 und 114. Dabei wird ausgehend von dem Mutterkana! 110 ein Tochterkanal 112 links, der andere Tochterkanal 114 rechts weitergeführt. Mittels der Corioliskraft kann nun in Abhängigkeit der Drehrichtung die Mehrheit der Flüssigkeit in den linken Tochterkanal 112 oder den rechten Tochterkanal 114 gelenkt werden. Um die Tochterkanäle zu trennen, kann, wie in Fig. 11 gezeigt ist, der eine Tochterkanal nach oben und der andere Tochterkanal nach unten geführt werden. Somit können Fluidikstrukturen ausgebildet sein, um einen Coriolis-Schalter zu implementieren, bei dem die Corioliskraft genutzt wird, um die Flüssigkeit in einen bestimmten Kanal zu schalten. Schließlich zeigt Fig. 12 eine Schnittansicht von der Rotationsachse auf das Fluidikmodul, d. h. in radialer Richtung. Die Fluidikstrukturen können eine erste Fluidkammer 120 und eine zweite Struktur 122 in Form einer zweiten Fluidkammer oder eines Auslasskanals 122 aufweisen. Die erste Fluidkammer 120 kann eine verschlossene Kammer sein, in der eine Flüssigkeit versiegelt vorgelagert ist. Die Versiegelung kann gezielt durchbrochen werden, so dass Flüssigkeit freigesetzt wird und in die zweite Struktur 122 überführt wird. Dies kann beispielsweise durch einen eindrückbaren Dorn 124 realisiert werden, wie dies in Fig. 12 angedeutet ist. Die Betätigung dieses Doms kann manuell oder automatisiert vor oder während der Prozessierung der Flüssigkeit geschehen. Durch das öffnen der Kammer 120 und das Freisetzen der zuvor eingeschlossenen Flüssigkeit kann diese durch die Öffnung in die nachfolgende mikrofluidische Struktur 122 überführt werden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen somit eine mikrofluidische Kartusche, wobei die Kartusche mit mikrofluidischen Strukturen versehen ist, und die Flu- idikebene gegenüber der Rotationsebene gedreht ist, so dass mehr Fluidikfläche zur Verfügung steht als Fläche in der Rotationsebene beansprucht wird. Unter Fluidikebene kann dabei die Lage der Mehrheit der Mikrokanäle verstanden werden. Mit anderen Worten schaffen Ausführungsbeispiele der Erfindung eine mikrofluidische Kartusche bzw. ein mik- rofluidisches Fluidikmodul, die bzw. das mit mikrofluidischen Strukturen versehen ist, wo- bei die Fläche der Projektion der Kartusche auf die Fluidikebene größer ist als die Fläche der Projektion auf die zur Rotationsachse senkrecht stehende Rotationsebene. Bei Ausführungsbeispielen nimmt die Kartusche nur bis zu einem Prozentsatz des Umfangs der Rotationsebene ein. Bei Ausführungsbeispielen ist die Fluidikebene um mindestens 30 Grad gegenüber der Rotationsebene geneigt. Ausführungsbeispiele können zur Prozes- sierung von Proben dienen, sowohl präparativ als auch analytisch. Bei Ausführungsbeispielen können die Fluidikstrukturen eine Mehrzahl von Kanälen aufweisen, die parallel zueinander angeordnet sind.

Bei Ausführungsbeispielen sind die Fluidikstrukturen für eine vertikale Anordnung des Fluidikmoduls angepasst, gegenüber einer horizontalen Anordnung, wie sie bei bekannten Systemen verwendet wird. Während bei einer horizontalen Prozessierung radiale Kanäle verwendet werden, können bei einer vertikalen Prozessierung insbesondere parallele Kanäle verwendet werden. Bei einer horizontalen Prozessierung sind isoradiale Kanäle gekrümmt, während bei einer vertikalen Prozessierung die Kanäle gerade sein können. Bei einer horizontalen Prozessierung ist die Gravitation typischerweise vernachlässigbar, während bei der vertikalen Prozessierung die Gravitation in großen Kammern genutzt werden kann. Diesbezüglich ist die Gravitation auch bei der horizontalen Prozessierung vorhanden, hat jedoch aufgrund der geringen Dicke der horizontal angeordneten Fluidik- module keinen erheblichen Einfluss auf die Prozessierung. Der Einfluss der Gravitation nimmt zu, je tiefer die Kammern werden. Somit kann die Gravitation bei der vertikalen Anordnung des Fluidikmoduls in der Fluidikebene genutzt werden, was die Nutzung der Gravitation auch bei sehr dünnen Fluidikmoduien ermöglicht.

Die Anordnung der Fluidikmodule, wie sie hierin beschrieben ist, weist gegenüber herkömmlichen, horizontalen Systemen zahlreiche Vorteile auf. Bei einer horizontalen Pro- zessierung stößt die Integration vieler Einheitsoperationen oft an ihre Grenzen, wenn vor allem radial innen liegende Strukturen implementiert werden sollen bzw. müssen. Hier steht plattformbedingt nur wenig Platz zur Verfügung. Radial außen ist zwar ausreichend Platz vorhanden, doch müssen die Flüssigkeiten mit zusätzlichem Platzaufwand und oft unter fluidischen Verlusten wieder nach radial innen gepumpt werden. Durch die Anord- nung der Fluidikmodule, wie sie hierin beschrieben ist, kann dieses grundsätzliche Problem der zentrifugalen Fluidik gelöst werden. Durch das Drehen der Fluidikebene steht radial innen mehr Platz für fluidische Strukturen zur Verfügung. Somit kann das Problem des radial inneren Platzmangels gelöst werden. Bei horizontalen Systemen mussten in der Regel Reagenzien aus Platzgründen radial außen vorgelagert und zur Verwendung nach radial innen gepumpt werden. Die hierin beschriebene Vorgehensweise ermöglicht, dass Reagenzien auch radial innen vorgelagert werden, von wo aus sie direkt für Analysen verwendet werden können. Zusätzlich schafft der Wegfall der Pumpstrukturen weiteren Platz auf dem Fluidikmodul bzw. das Fluidikmodul kann kompakter ausgelegt werden. Ein weiteres Problem bei horizontalen Systemen ist die Prozessierung vieler paralleler Reaktionen. Insbesondere ist es bei horizontalen Systemen schwierig, viele Fluidikmodule auf einem Rotationskörper anzuordnen, um beispielsweise viele Proben parallel auf ein oder einige Targets zu untersuchen, im Gegensatz dazu ermöglichen die Anordnungen der Fluidikmodule, wie sie hierin beschrieben sind, eine hohe Integrationsdichte, was be- deutet, dass viele Fluidikmodule parallel prozessiert werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen somit, durch die Drehung der Fluidikebene aus der Rotationsebene beide genannten Schwächen horizontaler Systeme zu beheben. Die Drehung um den Radius des Rotationskörpers erhöht die Integrationsdichte, so dass eine größere Anzahl von Fluidikmoduien parallel prozessiert werden kann. Wei- terhin steht durch die Drehung radial innen mehr Platz für fluidische Einheitsoperationen zur Verfügung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen diese Vorteile ohne komplexe Struktu- ren, wie beispielsweise Ausschwingrotoren. Durch das Drehen der Fluidikebene in Ausschwingrotoren wird der Zentrifugaldruck in den Strukturen verringert bis aufgehoben, wodurch der Antrieb der Flüssigkeiten vermindert bis entfernt wird. Komplexere Analysen lassen sich in einem solchen System nicht integrieren. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Fluidikmodule fest in die Halterung eingebracht bzw. an der Halterung angebracht, so dass solche Probleme nicht auftreten. Ferner benötigt eine Ausschwing- halterung viel Platz, was eine hohe Integrationsdichte verhindert. Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele kommen ohne eine komplexe interne Mechanik aus, wie sie beispielsweise bei Systemen verwendet wird, bei denen Röhrchen parallel in einem Ausschwingrotor platziert und prozessiert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen somit Fluidikmodule, Vorrichtungen und Verfahren zum kontrollierten Prozessieren von Flüssigkeiten, die eine hohe Integrationsdichte ermöglichen, was bedeutet, dass viele Fluidikmodule parallel prozessierbar sind, wobei radial innen mehr Platz zur Verfügung steht als dies bei bekannten Systemen der Fall ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Fluidikmodul, das um ein Rotationszentrum drehbar ist, wobei die Fluidikebene gegenüber der Rotationsebene gedreht ist und die Rotationsachse innerhalb des Fluidikmoduls oder außerhalb des Fluidikmoduls liegen kann. Das Drehen der Fluidikebene gegenüber der Rotationsebene eröffnet zahlreiche Vorteile, beispielsweise eine Prozessierung senkrecht oder geneigt zur Rotations- ebene, ein Überlappen einzelner Fluidikmodule vor allem radial innen, wodurch ein dichteres Packen ermöglicht wird. Auf diese Weise kann ein hoher Parallelisierungsgrad erreicht werden. Radial innen steht mehr Platz für fluidische Strukturen oder für die Vorlagerung von Reagenzien zur Verfügung. Ferner kann bei Ausführungsbeispielen insbesondere in großen Fluidkammern die Gravitation zur Aktuierung genutzt werden, beispielsweise zum Transport, zum Mischen oder zum Bewegen von Flüssigkeiten. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Fluidikmodul eine Größe aufweisen, die im Wesentlichen der einer Kreditkarte entspricht, ca. 75 x 40 x 4 mm². Derartige Fluidikmodule (Kartuschen) können in einem entsprechenden Halter parallel in einer Zentrifuge oder einem spezialisierten Prozessierungsgerät verwendet werden. In den Halter integrierte Heizelemente können eine lokale Temperierung einzelner Strukturen in dem Fluidikmodul ermöglichen. Weiterhin kann eine optische Detektion (beispielsweise Fluoreszenzdetektion) über im Rotationskörper vorgesehene Spiegel oder Lichtleiter realisiert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung können insbesondere dort Anwendung finden, wo mehrere Prozesse parallel ausgeführt werden sollen. Beispielsweise können bei Ausführungsbeispielen die Vorrichtung und das Verfahren ausgelegt sein, um eine digitale Ampli- fikation durchzuführen. Bei einer digitalen Amplifikation wird eine Vielzahl von Tröpfchen erzeugt, indem diese an einer Mündung eines Kanal in eine Fluidkammer abreißen. In den Tröpfchen kann dann eine Bioreaktion zum Nachweis von DNA stattfinden.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschritts zu ver- stehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin prä- sentiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Handhabung von Flüssigkeiten unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft, mit folgenden Merkmalen: einem Rotationskörper (10) mit einer Halterung (12) für ein Fluidikmodul (14, 66), wobei der Rotationskörper (10) eine Rotationsachse (22) aufweist, um die der Rotationskörper (10) drehbar ist und die eine Rotationsebene (24) definiert, auf der die Rotationsachse (22) senkrecht steht; einem Fluidikmodul (14, 66), das in die Halterung (12) einbringbar oder an der Halterung (12) anbringbar ist, in dem Fluidikstrukturen (16) gebildet sind, wobei eine Erstreckung der Fluidikstrukturen (16) in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen (x, y) größer ist als eine Erstreckung der Fluidikstrukturen (16) in einer dritten Raumrichtung (z), die senkrecht zu der ersten und der zweiten Raumrichtung (x, y) ist, wobei die erste und die zweite Raumrichtung (x, y) eine Fluidikebene definieren, wobei, wenn das Fluidikmodul (14, 66) in die Halterung (12) eingebracht oder an der Halterung (12) angebracht ist, die Fluidikebene um einen Winkel bezüglich der

Rotationsebene (24) geneigt ist, und entweder a) eine der zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen (x, y) bezüglich der Rotationsachse (22) radial verläuft oder b) eine durch die Rotationsachse (22) verlaufende Gerade (g) in der Rotationsebene (24), die senkrecht zu einer der zwei zueinander senkrechten Raumrich- tungen (x, y) ist, das Fluidikmodul (14, 66) nicht schneidet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der, wenn das Fluidikmodul (14, 66) in die Halterung (12) eingebracht oder an der Halterung (12) angebracht ist, die Fluidikebene um einen Winkel von 90° bezüglich der Rotationsebene (24) geneigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der, wenn das Fluidikmodul (14, 66) in die Halterung (12) eingebracht oder an der Halterung (12) angebracht ist, eine der zwei Hauptrichtungen (y), die die Fluidikebene definieren, vertikal ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der, wenn das Fluidikmodul (14, 66) in die Halterung (12) eingebracht oder an der Halterung (12) angebracht ist, die Fluidikebene um einen Winkel von 20° bis 70° bezüglich der Rotationsebene (24) geneigt ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Fluidikmodul (14, 66) die Form einer Platte aufweist, wobei die Länge und die Breite der Platte größer sind als die Dicke der Platte, und wobei die beiden Hauptoberflächen der Platte parallel zu der Fluidikebene sind.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Rotationsachse (22) eine erste Rotationsachse (22) ist, und bei der die Halterung (12) ausgebildet ist, um das Fluidikmodul (66) drehbar um eine zweite Rotationsachse (62), die windschief zu der ersten Rotationsachse (22) ist, zu lagern.

Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die zweite Rotationsachse (62) senkrecht zu der ersten Rotationsachse (22) ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der das Fluidikmodul (66) an einem weiteren Rotationskörpers (60) angebracht ist, auf dem mehrere Fluidikmodule (66) angeordnet sind.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Fluidikstrukturen (16) im Inneren des Fluidikmoduls (14, 66) gebildet sind, wobei eine Einfüllöffnung (80), durch die eine Flüssigkeit in die Fluidikstrukturen (16) einbringbar ist, verschließbar ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Fluidstrukturen (16) zumindest zwei Fiuidkammern (30a, 30b, 30c) aufweist, die durch zumindest einen Fluidkanal (32a, 32b) fluidisch miteinander verbunden sind.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Fluidikstrukturen (16) einen Überlaufsiphon aufweisen, der einen radial innen liegenden Fluideinlass (90), eine Fluidkammer (92), und einen Auslasskanal (98) aufweist, wobei ein Ende des Auslasskanals (98) in einem bezüglich des Erdgravitationsfelds oberen und radial außenliegenden Bereich der Fluidkammer (92) in die Fluidkammer (92) mündet, wobei der Auslasskanal (98) einen bezüglich des Erdgravitationsfeld an- steigenden Abschnitt (98a), einen radial ansteigenden Abschnitt (98b) und einen radial abfallenden Abschnitt (98b) aufweist, wobei ein Auslass (94) des Auslasskanals (98) radial weiter außen angeordnet ist als das in die Fluidkammer (92) mündende Ende desselben.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei der die Fluidikstrukturen (16) einen radial abfallenden Kanal (110) aufweisen, der sich in einen ersten Kanal (112) und einen zweiten Kanal (114) verzweigt, wobei der erste Kanal (112) hinsichtlich einer Mitte des radial abfallenden Kanals (110) in der dritten Raumrichtung (z) auf einer ersten Seite in den radial abfallenden Kanal (110) mündet und der zweite Kanal (114) hinsichtlich der Mitte des radial abfallenden Kanals (110) in der dritten Raumrichtung (z) auf einer zweiten Seite in den radial abfallenden Kanal (110) mündet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der der Rotationskörper (10) mehrere Halterungen (12) zur entsprechenden Einbringung oder Anbringung eines jeweiligen Fluidikmoduls (14, 66) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Halterungen (12) derart angeordnet sind, dass der Mittenabstand (D) der Halterungen (12) an einem radial inneren Ende derselben in bezüglich der Rotationsachse (22) azimutaler Richtung geringer ist als die Erstreckung der Fluidikmodule (14, 66) in der Fluidikebene.

15. Verfahren zur Handhabung von Flüssigkeiten unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit folgenden Merkmalen:

Einbringen einer Flüssigkeit in die Fluidikstrukturen (16) und Einbringen des Fluidikmoduls (14, 66) in den Rotationskörper (10) oder Anbringen des Fluidikmoduls (14, 66) an dem Rotationskörper (10); und

Drehen des Rotationskörpers (10) zum Handhaben der Flüssigkeit.