DE102020134915A1 - Microfluidic device with input actuators - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrofluidikvorrichtung, die wenigstens einen Fluideingang, wenigstens einen Fluidausgang, wenigstens einen zwischen dem wenigstens einen Fluideingang und dem wenigstens eine Fluidausgang verlaufenden Fluidkanal und einen Mikroaktor aufweist, der eine Membran aufweist, die durch eine in dem Mikroaktor befindliche und mit Elektroden elektrisch verbundene Aktorflüssigkeit unmittelbar oder mittelbar dehnbar ist. Erfindungsgemäß mündet der wenigstens eine Fluideingang in wenigstens ein in der Mikrofluidikvorrichtung ausgebildetes Reservoir, in dem sich wenigstens ein fluidaufsaugendes und komprimierbares Speichermaterial befindet, das mit der Membran des Mikroaktors in Kontakt steht.The present invention relates to a microfluidic device which has at least one fluid inlet, at least one fluid outlet, at least one fluid channel running between the at least one fluid inlet and the at least one fluid outlet, and a microactuator which has a membrane which is connected to electrodes by a membrane located in the microactuator electrically connected actuator liquid is stretchable directly or indirectly. According to the invention, the at least one fluid inlet opens into at least one reservoir formed in the microfluidic device, in which at least one fluid-absorbing and compressible storage material is located, which is in contact with the membrane of the microactuator.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrofluidikvorrichtung, die wenigstens einen Fluideingang, wenigstens einen Fluidausgang, wenigstens einen zwischen dem wenigstens einen Fluideingang und dem wenigstens eine Fluidausgang verlaufenden Fluidkanal und einen Mikroaktor aufweist, der eine Membran aufweist, die durch eine in dem Mikroaktor befindliche und mit Elektroden elektrisch verbundene Aktorflüssigkeit unmittelbar oder mittelbar dehnbar ist.The present invention relates to a microfluidic device that has at least one fluid inlet, at least one fluid outlet, at least one fluid channel running between the at least one fluid inlet and the at least one fluid outlet, and a microactuator that has a membrane that is connected to electrodes by a membrane located in the microactuator electrically connected actuator liquid is stretchable directly or indirectly.
Aus dem Stand der Technik sind miniaturisierte Systeme zur Analyse von Fluiden, vorzugsweise Flüssigkeiten, die im Allgemeinen als „Labor auf einem Chip“ oder „Lab-on-a-Chip“ bezeichnet werden, bekannt. Anwendungsgebiete solcher Systeme umfassen beispielsweise die Humandiagnostik, die Veterinärdiagnostik sowie die Umwelt- und Lebensmittelanalytik. Die Systeme weisen beispielsweise eine Kartusche auf, die Flüssigkeiten enthalten kann und in der diese Flüssigkeiten befördert werden können. Oft weisen solche Systeme auch einen Sensorbereich auf, der für die eigentliche Analytik zuständig ist.Miniaturized systems for analyzing fluids, preferably liquids, which are generally referred to as “laboratory on a chip” or “lab-on-a-chip”, are known from the prior art. Areas of application of such systems include, for example, human diagnostics, veterinary diagnostics as well as environmental and food analysis. The systems have, for example, a cartridge that can contain liquids and in which these liquids can be transported. Such systems often also have a sensor area that is responsible for the actual analysis.
Für die Analyse einer Probe ist es häufig erforderlich, Flüssigkeiten definiert zu transportieren. Dies kann sowohl über eine externe Aktorik, die zum Beispiel pneumatisch, mechanisch oder über externe Pumpen arbeitet, als auch über eine Aktorik, die Bestandteil der Kartusche ist, erfolgen.For the analysis of a sample, it is often necessary to transport liquids in a defined manner. This can be done both via an external actuator that works, for example, pneumatically, mechanically or via external pumps, as well as via an actuator that is part of the cartridge.
Ein Beispiel für eine solche, in eine flüssigkeitsführende Mikrostruktur integrierte Aktorik ist in der Druckschrift
Soll ein Fluid, wie beispielsweise Blut, das partikuläre Bestandteile enthält, analysiert werden, waren bisher die zur Fluidleitung genutzten Fluidkanäle mit einem solch großen Querschnitt zu konzipieren, dass Kanalverstopfungen durch die partikulären Bestandteile vermieden werden. Das System und die Totvolumina werden dadurch größer.If a fluid, such as blood, which contains particulate components, is to be analyzed, the fluid channels used for conducting the fluid previously had to be designed with such a large cross section that channel blockages by the particulate components were avoided. This increases the system and the dead volumes.
Sollen die partikulären Bestandteile des Fluids, beispielsweise zur Vermeidung einer Verstopfung von Fluidkanälen, zuvor abgetrennt werden, kommen häufig Filtermembranen zum Einsatz. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie selbst sehr schnell verstopfen bzw. sich auf diesen eine weitestgehend nicht mehr für die restliche Flüssigkeit durchdringbare Schicht der partikulären Bestandteile bildet. Im Fall von Blut ist dann oft ein noch höherer Druck erforderlich, um weitere, nicht partikelhaltige Flüssigkeit durch die Filtermembran zu fördern, was wiederum zu einer Hämolyse führen kann, die letztlich das Messergebnis verfälschen kann.If the particulate components of the fluid are to be separated beforehand, for example to avoid clogging of fluid channels, filter membranes are often used. However, these have the disadvantage that they themselves become clogged very quickly or a layer of particulate components forms on them that is largely impenetrable for the remaining liquid. In the case of blood, an even higher pressure is then often required in order to convey further liquid that does not contain particles through the filter membrane, which in turn can lead to haemolysis, which can ultimately falsify the measurement result.
Außerdem ist es bei manchen Anwendungen erforderlich, das zu analysierende Fluid zwar in das System einzubringen, aber nicht sofort darin zur Analyse weiterzuleiten, was mit den vorhandenen Systemen nicht definiert möglich ist.In addition, in some applications it is necessary to introduce the fluid to be analyzed into the system, but not immediately forward it for analysis, which is not possible with the existing systems in a defined manner.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mikrofluidikvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die weitgehend unabhängig von dem durchzuleitenden Fluid sehr klein gestaltet werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a microfluidic device which can be made very small, largely independently of the fluid to be conducted through.
Die Aufgabe wird durch eine Mikrofluidikvorrichtung gelöst, die wenigstens einen Fluideingang, wenigstens einen Fluidausgang, wenigstens einen zwischen dem wenigstens einen Fluideingang und dem wenigstens eine Fluidausgang verlaufenden Fluidkanal und einen Mikroaktor aufweist, der eine Membran aufweist, die durch eine in dem Mikroaktor befindliche und mit Elektroden elektrisch verbundene Aktorflüssigkeit unmittelbar oder mittelbar dehnbar ist, wobei der wenigstens eine Fluideingang in wenigstens ein in der Mikrofluidikvorrichtung ausgebildetes Reservoir mündet, in dem sich wenigstens ein fluidaufsaugendes und komprimierbares Speichermaterial befindet, das mit der Membran des Mikroaktors in Kontakt steht.The object is achieved by a microfluidic device that has at least one fluid inlet, at least one fluid outlet, at least one fluid channel running between the at least one fluid inlet and the at least one fluid outlet, and a microactuator, which has a membrane that is connected by a membrane located in the microactuator and with Electrodes electrically connected actuator liquid is directly or indirectly stretchable, the at least one fluid inlet opening into at least one reservoir formed in the microfluidic device, in which at least one fluid-absorbing and compressible storage material is located, which is in contact with the membrane of the microactuator.
In die erfindungsgemäße Mikrofluidikvorrichtung wird zunächst über den wenigstens einen Fluideingang ein Fluid gegeben. Das Fluid kann beispielsweise eine hinsichtlich ihrer Inhaltsstoffe oder sonstiger Eigenschaften zu analysierende Flüssigkeit sein. Dabei fallen erfindungsgemäß unter den Begriff „Fluid“ alle bei Raumtemperatur und 1 bar Umgebungsdruck fluiden Medien, außer Gase oder Gasgemische oder Dämpfe. So sind zum Beispiel von dem Begriff „Fluid“ Wasser, flüssige Alkohole, Urin, Blut, wässrige Lösungen und Suspensionen, Lösungen mit alkoholischem Lösungsmittel, Gele, Öle und weitere fließende Medien, die wie Blut oder Erdöl beispielsweise natürlichen Ursprungs sein können, aber auch synthetisch hergestellt sein können, umfasst.A fluid is first introduced into the microfluidic device according to the invention via the at least one fluid inlet. The fluid can, for example, be a liquid to be analyzed with regard to its ingredients or other properties. According to the invention, the term “fluid” includes all media that are fluid at room temperature and 1 bar ambient pressure, except for gases or gas mixtures or vapors. For example, the term "fluid" includes water, liquid alcohols, urine, blood, aqueous solutions and suspensions, solutions with alcoholic solvents, gels, oils and other flowing media, which can be of natural origin, such as blood or petroleum NEN, but can also be produced synthetically, includes.
Das Fluid gelangt zunächst über wenigstens einen Fluidkanal der Mikrofluidikvorrichtung oder direkt vom Fluideingang in das wenigstens eine Reservoir, in dem sich das wenigstens eine fluidaufsaugende und komprimierbare Speichermaterial befindet. Das Fluid wird von diesem Speichermaterial, einschließlich eventueller, in dem Fluid enthaltener partikulärer Bestandteile, zumindest teilweise aufgesaugt.The fluid first reaches the at least one reservoir, in which the at least one fluid-absorbing and compressible storage material is located, via at least one fluid channel of the microfluidic device or directly from the fluid inlet. The fluid is at least partially absorbed by this storage material, including any particulate components contained in the fluid.
Vorzugsweise füllt das Speichermaterial das Reservoir derart aus, dass kein Fluid über das Reservoir in einen sich in Richtung des Fluidausgangs an das Reservoir anschließenden Fluidkanal der Mikrofluidikvorrichtung fließen kann, ohne vorher durch das Speichermaterial geflossen zu sein.The storage material preferably fills the reservoir in such a way that no fluid can flow via the reservoir into a fluid channel of the microfluidic device adjoining the reservoir in the direction of the fluid outlet without first having flowed through the storage material.
Das Reservoir hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt, kann jedoch auch einen gewölbten Boden oder eine andere Form besitzen.The reservoir is preferably rectangular in cross-section, but may have a domed bottom or other shape.
Das Speichermaterial steht mit der Membran des Mikroaktors in Kontakt. Beispielsweise bildet die Membran einen Boden und/oder eine Decke und/oder eine Seitenwand des Reservoirs aus.The storage material is in contact with the membrane of the micro-actuator. For example, the membrane forms a floor and/or a ceiling and/or a side wall of the reservoir.
Der in der erfindungsgemäßen Mikrofluidikvorrichtung genutzte Mikroaktor kann wie der in der Druckschrift
Die sich bei der Elektrolyse der Aktorflüssigkeit bildenden Sauerstoff- und Wasserstoffblasen führen zu einem Gasdruck, welcher auf die Membran des Mikroaktors wirkt. Die Membran wölbt sich dadurch und drückt gegen das an die Membran angrenzende Speichermaterial. Durch das Auswölben der Membran wird das Fluid zumindest teilweise aus dem Speichermaterial herausgedrückt und kann danach in Richtung des Fluidausgangs fließen.The oxygen and hydrogen bubbles that form during the electrolysis of the actuator liquid lead to gas pressure, which acts on the membrane of the microactuator. As a result, the membrane arches and presses against the storage material adjacent to the membrane. Due to the bulging of the membrane, the fluid is at least partially pressed out of the storage material and can then flow in the direction of the fluid outlet.
Das Speichermaterial bietet somit die Möglichkeit zur Zwischenspeicherung des Fluids.The storage material thus offers the possibility of temporarily storing the fluid.
Wenn das Fluid aus dem Speichermaterial zumindest teilweise mittels des Mikroaktors herausgedrückt wird, werden von dem Speichermaterial partikuläre Bestandteile aus dem ursprünglich in die Mikrofluidikvorrichtung gegebenen Fluid zurück gehalten. Das Speichermaterial wirkt daher als Filtermaterial, das die partikulären Bestandteile zumindest teilweise aus dem Fluid filtert. Das in Richtung des Fluidausgangs weiterfließende Fluid ist somit zumindest teilweise gefiltert. Die Gefahr von Verstopfungen in den zum Fluidausgang führenden Fluidkanälen ist daher gemindert, auch wenn diese sehr kleine Durchmesser besitzen.When the fluid is at least partially pressed out of the storage material by means of the microactuator, particulate components from the fluid originally introduced into the microfluidic device are retained by the storage material. The storage material therefore acts as a filter material that at least partially filters the particulate components out of the fluid. The fluid flowing further in the direction of the fluid outlet is thus at least partially filtered. The risk of blockages in the fluid channels leading to the fluid outlet is therefore reduced, even if they have very small diameters.
Vorzugsweise weist das Speichermaterial wenigstens einen Schwamm, wenigstens ein Textil, Watte, Zellstoff, poröses anorganisches Material, poröses organisches Material und/oder wenigstens ein Gel auf. Diese Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie Kapillaren und/oder Poren und/oder Materialzwischenräume aufweisen, in welchen Flüssigkeit aufgenommen werden kann, einfach zusammengedrückt werden können, um die Flüssigkeit wieder abzugeben, und darüber hinaus eine Struktur besitzen, die im Fluid enthaltene partikuläre Bestandteile zurückhält.The storage material preferably has at least one sponge, at least one textile, cotton wool, cellulose, porous inorganic material, porous organic material and/or at least one gel. These materials are distinguished by the fact that they have capillaries and/or pores and/or material gaps in which liquid can be absorbed, can be simply pressed together in order to release the liquid again, and also have a structure that contains particulates in the fluid retains components.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Speichermaterial Bereiche mit unterschiedlicher und/oder sich graduell ändernder Saugfähigkeit und/oder Filterwirkung auf. Dies ermöglicht es, partikuläre Bestandteile des Fluids beispielsweise nur in einem in Fluidförderrichtung ersten Bereich des Speichermaterials aufzunehmen und einen in Fluidförderrichtung zweiten Bereich des Speichermaterials als Sperre für eine Nichtweiterleitung der partikulären Bestandteile zu nutzen.In a preferred embodiment of the present invention, the storage material has areas with different and/or gradually changing absorptivity and/or filter effect. This makes it possible, for example, to take up particulate components of the fluid only in a first region of the storage material in the fluid conveying direction and to use a second region of the storage material in the fluid conveying direction as a barrier to preventing the particulate components from being passed on.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau, Funktion und Vorteile werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert, wobei
- die
1a bis1d schematisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofluidikvorrichtung mit Eingangsfilter in verschiedenen Verfahrensstufen in einer geschnittenen Seitenansicht zeigen; - die
2a bis2d schematisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofluidikvorrichtung mit Eingangsstufenfilter in verschiedenen Verfahrensstufen in einer geschnittenen Seitenansicht zeigen; - die
3a bis3d schematisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofluidikvorrichtung mit Pumpvolumendefinition in verschiedenen Verfahrensstufen in einer geschnittenen Seitenansicht zeigen; und - die
4a bis4d schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofluidikvorrichtung mit Pumpvolumendefinition in verschiedenen Verfahrensstufen in einer geschnittenen Seitenansicht zeigen.
- the
1a until1d schematically show a detail of an embodiment of the microfluidic device according to the invention with input filter in different method stages in a sectional side view; - the
2a until2d schematically show a detail of an embodiment of the microfluidic device according to the invention with an input stage filter in different method stages in a sectional side view; - the
3a until3d schematically show a detail of an embodiment of the microfluidic device according to the invention with pump volume definition in different method stages in a sectional side view; and - the
4a until4d schematically shows a section of a further embodiment of the microfluidic device according to the invention with pump volume definition in different versions show driving levels in a sectioned side view.
Die
Das Speichermaterial 5, 5' ist in den gezeigten Ausführungsformen wenigstens ein Schwamm, kann jedoch in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch wenigstens ein Textil, Watte, Zellstoff, poröses anorganisches Material, poröses organisches Material und/oder wenigstens ein Gel sein.In the embodiments shown, the
Der jeweilige Mikroaktor 10 weist eine flexible Membran 9 auf, die an das Reservoir 4 und damit an das in dem Reservoir 4 befindliche Speichermaterial 5, 5' angrenzt. Die flexible Membran 9 bildet also gleichzeitig eine Deckmembran des Mikroaktors 10 als auch eine Deckmembran des Reservoirs 4.The respective micro-actuator 10 has a
Ferner weist der Mikroaktor 10 eine Aktorflüssigkeit 11 auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Aktorflüssigkeit 11 jeweils von einem Hydrogel 6 aufgenommen. Darüber hinaus weist der Mikroaktor 10 Elektroden 7, 8 auf, die mit der Aktorflüssigkeit 11 elektrisch in Verbindung stehen. Von den Elektroden 7, 8 verlaufen elektrische Verbindungsleitungen nach außen, welche in den Darstellungen nicht gezeigt sind.Furthermore, the micro-actuator 10 has an
Wie es in den Figuren zu sehen ist, weist die jeweilige Mikrofluidikvorrichtung 1,1' wenigstens einen, in fluider Verbindung mit dem Reservoir 4 stehenden Fluidkanal 3 auf. Der wenigstens eine Fluidkanal 3 führt direkt oder indirekt zu einem Fluidausgang 12 der Mikrofluidikvorrichtung 1,1'.As can be seen in the figures, the respective
Ein in die Mikrofluidikvorrichtung 1,1' über den Fluideingang 2 eingegebenes Fluid fließt entlang der Fluidförderrichtung A zunächst durch das Reservoir 4 und erst danach in Richtung des Fluidausgangs 12, wobei es auf seinem Weg zum Fluidausgang 12 durch den wenigstens einen Fluidkanal 3 fließt und gegebenenfalls wenigstens eine Mikropumpe und/oder wenigstens eine Analyseeinheit passieren kann.A fluid introduced into the
Das Reservoir 4 und das Speichermaterial 5, 5' bilden zusammen mit dem Mikroaktor 10 in jeder der gezeigten Ausführungsformen eine Eingangsaktorik für die jeweilige Mikrofluidikvorrichtung 1,1' aus und können, wie es in den Figuren zu sehen ist, unterschiedliche Funktionen erfüllen.The
In der in den
Bei der Mikrofluidikvorrichtung 1 ist in das Reservoir 4 ein homogenes Speichermaterial 5, vorzugsweise ein Schwamm, eingebracht. In
Daraufhin wird, wie es in
Indem zwischen den Elektroden 7, 8 eine Spannung angelegt wird, wird, wie in
Dabei bleiben die partikulären Bestandteile 21 in dem Speichermaterial 5 hängen. Das Fluid 20 ist gefiltert.In the process, the
In
Daraufhin wird, wie es in
Indem zwischen den Elektroden 7, 8 eine Spannung angelegt wird, wird, wie in
Dabei bleiben die partikulären Bestandteile 21 in dem ersten Speichermaterial 5 hängen. Das Fluid 20 ist gefiltert.The
In der in den
In
Daraufhin wird, wie es in
Indem zwischen den Elektroden 7, 8 eine Spannung angelegt wird, wird, wie in
In der in den
In
Daraufhin wird, wie es in
Indem zwischen den Elektroden 7, 8 eine Spannung angelegt wird, wird, wie in
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---|---|---|---|---|
EP1844936A1 (en) | 2006-04-13 | 2007-10-17 | Technische Universität Chemnitz | Microactor, method for displacing a fluid and method for manufacturing a microactor |
DE102013219502A1 (en) | 2013-09-27 | 2015-04-02 | Robert Bosch Gmbh | Analysis unit for carrying out a polymerase chain reaction, method for operating such an analysis unit and method for producing such an analysis unit |
DE102015101106A1 (en) | 2015-01-27 | 2016-07-28 | Biflow Systems Gmbh | Microfluidic device and method for influencing the flow of a fluid in a microfluidic device |
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Patent Citations (5)
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---|---|---|---|---|
EP1844936A1 (en) | 2006-04-13 | 2007-10-17 | Technische Universität Chemnitz | Microactor, method for displacing a fluid and method for manufacturing a microactor |
DE102006017482A1 (en) | 2006-04-13 | 2007-10-18 | Technische Universität Chemnitz | Microfluidic actuator, actuator method and method of making a microactuator |
EP2041573B1 (en) | 2006-06-23 | 2019-09-04 | PerkinElmer Health Sciences, Inc. | Methods and devices for microfluidic point-of-care immunoassays |
DE102013219502A1 (en) | 2013-09-27 | 2015-04-02 | Robert Bosch Gmbh | Analysis unit for carrying out a polymerase chain reaction, method for operating such an analysis unit and method for producing such an analysis unit |
DE102015101106A1 (en) | 2015-01-27 | 2016-07-28 | Biflow Systems Gmbh | Microfluidic device and method for influencing the flow of a fluid in a microfluidic device |
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