在微流体装置中提供物质的溶液的方法制造方法及图纸

在微流体装置（1）中提供物质的溶液（7）的方法，其至少包括以下方法步骤：a）提供第一介质（3）和该物质的冻干物（2）的分散体（5），其中冻干物（2）不可溶于第一介质（3），b）向根据步骤a）获得的分散体（5）中加入第二介质（4），其中冻干物（2）可溶于第二介质（4），c）将冻干物（2）溶解在第二介质（4）中，从而获得该物质在第二介质（4）中的溶液（7），d）将根据步骤c）获得的溶液（7）与第一介质（3）分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在微流体装置中提供物质的溶液的方法现有技术微流体系统允许以高灵敏度分析少量样品。方法的自动化、小型化和并行化在此允许减少手动步骤，并因此有助于避免错误。微流体系统的小型化还允许直接在样品上进行实验室操作，因此不需要一般的实验室环境。取而代之，可以将该操作简化到流体芯片上。因此，微流体应用也可以被称为“芯片实验室”。微流体学的这一应用领域也被称为“即时检测（PoC）”。PoC系统面临的一个挑战尤其是要使用的化学品的储存和供应。专利技术公开这里提出了在微流体装置中提供物质的溶液的特别有利的方法。从属权利要求给出了该方法的特别有利的扩展方案。术语“微流体”在这里主要是指微流体装置的尺寸级别。该微流体装置的特征在于，在布置在其中的流体通道和室中，通常与微技术相关联的物理现象是重要的。这些例如包括毛细管效应、与流体的表面张力有关的效应（特别是机械效应）。这些还包括诸如热泳和电泳之类的效应。在微流体学中，这些现象通常比诸如重力之类的效应占优势。该微流体装置的特征还可以在于，其至少部分地使用逐层方法制造，并且通道布置在层结构的层之间。术语“微流体”也可以通过装置内用于引导流体的横截面来表征。横截面通常例如为100µm[微米]x100µm至800µmx800µm。通过所述方法，可以特别地由此在微流体装置中提供物质的溶液。溶剂通常是便宜的，并且也可以例如超过一毫升的较大量以液体形式保存，并在室温下储存。相反，诸如酶、核酸或催化剂之类的敏感试剂通常更昂贵，并且需要更复杂的预贮存方法。为了减少这些关键组分的使用量，它们优选作为冻干物存在。术语冻干物描述了物质冷冻干燥后存在的物质状态或形式。物质的这种固体形式可以例如在微流体装置的微流体通道中预贮存。可以通过所述方法由如此保存的物质冻干物提供所需量和所需浓度的物质溶液。与物质的溶解形式相比，冻干物也可以在室温下特别好地贮存。所述微流体装置尤其可以是所谓的“芯片实验室”或“即时检测”系统（PoC）。规定并设置了这样的“芯片实验室”，以进行生化操作。这意味着，宏观实验室的功能例如集成到塑料基板中。所述微流体装置可以例如具有通道、反应室、预贮存的试剂、阀、泵和/或致动单元、检测单元和控制单元。该微流体装置可以使生化操作能够全自动地处理。因此，可以例如对液体样品进行测试。这种测试可以例如用于医学中。该微流体装置也可以被称为微流体筒。特别地，通过将样品输入该微流体装置中，可以在该微流体装置中进行生化操作。在此，也可以将触发、加速和/或实现生化反应的额外物质混入样品中。冻干物可以特别是水溶性的。因此，优选将冻干物绝对干燥地预贮存。如果冻干物与水溶液接触，则冻干物可能解体。在微流体网络中，其结果例如可能是，对于应引入物质溶液的室和/或通道而言，在引入物质溶液之前不进行预润湿。然而，如果预润湿的微流体体积可以完全填充而没有气泡，则预润湿是希望的。这尤其是因为表面的预润湿可以使表面材料更容易被液体触及。通过预润湿，也已可以从通道或室中排挤出空气。表面未预润湿的通道和室可能造成气泡，这些气泡可能在相继的流体经过时被一起带走。如果应获得特定浓度的物质溶液，则应将特定量的冻干物溶解在特定量的溶剂中。一定体积的气泡在此可能导致不准确性。如果不进行预润湿和/或空气排挤，则可能出现不准确性，特别是在物质溶液的浓度方面。为了避免不希望的冻干物溶液和因此特别是避免气泡形成，优选预贮存冻干物，以使得冻干物不与其中可溶解冻干物的物质例如水接触。因此，特别地，在所述方法的步骤a）中提供第一介质和该物质的冻干物的分散体。该冻干物不可溶于第一介质。第一介质优选是非极性溶剂。例如，第一介质尤其可以是油或有机溶剂。第一介质优选不包含水。分散体是彼此不溶或几乎不溶的至少两种物质的混合物。在当前情况下，其是固体冻干物在第一介质中的分散体，其中冻干物不溶于第一介质。冻干物可以在此例如作为被第一介质，（优选完全地，即在所有侧面）被第一介质包围的冻干体存在。因此，第一介质可以保护冻干物免于与其它物质，特别是与水接触。如果需要的话，可以通过相萃取由在微流体装置中预贮存的冻干物和第一介质的分散体获得所述物质的溶液。这意味着，步骤a）可以特别地在微流体装置的贮存期间持续。如果在微流体装置中需要物质溶液，可以特别是根据步骤b）至d）由所述分散体获得该物质溶液。在所述方法的步骤b）中，将第二介质加入到根据步骤a）获得的分散体中。冻干物可溶于第二介质。第二介质优选是极性溶剂。例如，第二介质特别可以是水。第二介质是所述物质溶液中的物质溶于其中的溶剂。特别地，第二介质可以包含要检验的物质的样品。例如，要检验的液体样品可以是第二介质的一部分。在所述方法的步骤c）中，将冻干物溶解在第二介质中，以使得获得该物质在第二介质中的溶液。为了使冻干物可以溶解在第二介质中，冻干物必须与第二介质接触。这可以例如通过将冻干物和第一介质的分散体与第二介质混合来实现。为此，例如可以将微流体装置移动，特别是摇动。根据冻干物、第一介质和第二介质的密度，也可以使冻干物由于重力而与第二介质接触并因此溶解在第二介质中。如果例如第二介质的密度和冻干物的密度大于第一介质的密度，则第二介质由于重力而位于第一介质下方，并且冻干物由于重力而从包含第一介质的分散体向下移动到第二介质中。如果例如第二介质的密度和冻干物的密度小于第一介质的密度，则第二介质由于重力而位于第一介质上方，并且冻干物由于重力而从包含第一介质的分散体向上移动到第二介质中。在所述方法的步骤d）中，将根据步骤c）获得的溶液与第一介质分离。步骤d）尤其可以被称为相萃取。特别地，在步骤c）之后，可以存在第一介质和物质在第二介质中的溶液的混合物。优选地，第一介质和第二介质或物质在第二介质中的溶液具有不同的密度。因此，通过简单地等待，可以实现将第一介质和物质在第二介质中的溶液的混合物分离成两个相。第一介质在此作为第一相存在，且物质在第二介质中的溶液作为第二相存在。根据第一介质和第二介质或物质在第二介质中的溶液的密度，要么第一相存在于第二相上方，要么第二相存在于第一相上方。例如可以通过如下方式分离所述相：通过倾斜该微流体装置将上部的相倒出和/或将所述相之一泵出。在所述方法的一个优选实施方案中，在步骤c）中，将第二介质与冻干物和第一介质的分散体混合，以形成乳液，在该乳液中冻干物被第二介质溶解。冻干物溶解在第二介质中后，乳液解体。乳液是不可混溶的物质的细致分布混合物，所述物质尤其可以液体状态存在。在当前情况下，由第二介质与第一介质和冻干物的分散体形成乳液。可以特别地通过如下方式获得乳液：将两种不可混溶的液体例如通过摇动而彼此细致分布，以使得其虽然不产生液体彼此的溶液，但是不可能在两种液体之间进行区别（特别是作为两个明显可区分的相）。乳液的形成是物理过程。相反，溶液的形成是改变分子或原子之间的化学键的化学过程。在所述方法中形成乳液的优点在于，第二介质分布在第一介质中或第一介质和冻干物的分散体中，以使得第二介质和冻干物接触。冻干物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在微流体装置（1）中提供物质的溶液（7）的方法，其至少包括以下方法步骤：/na）提供第一介质（3）和该物质的冻干物（2）的分散体（5），其中冻干物（2）不可溶于第一介质（3），/nb）向根据步骤a）获得的分散体（5）中加入第二介质（4），其中冻干物（2）可溶于第二介质（4），/nc）将冻干物（2）溶解在第二介质（4）中，从而获得该物质在第二介质（4）中的溶液（7），/nd）将根据步骤c）获得的溶液（7）与第一介质（3）分离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180115 DE 102018200520.61.在微流体装置（1）中提供物质的溶液（7）的方法，其至少包括以下方法步骤：
a）提供第一介质（3）和该物质的冻干物（2）的分散体（5），其中冻干物（2）不可溶于第一介质（3），
b）向根据步骤a）获得的分散体（5）中加入第二介质（4），其中冻干物（2）可溶于第二介质（4），
c）将冻干物（2）溶解在第二介质（4）中，从而获得该物质在第二介质（4）中的溶液（7），
d）将根据步骤c）获得的溶液（7）与第一介质（3）分离。


2.根据权利要求1的方法，其中在步骤c）中，将第二介质（4）与冻干物（2）和第一介质（3）的分散体（5）混合，以使得形成乳液（6），在所述乳液中冻干物（2）被第二介质（4）溶解，并且其中在冻干物（2）溶解在第二介质（4）中之后，乳液（6）解体。


3.根据权利要求2的方法，其中当在步骤c）中乳液（6）解体时将微流体装置（1）定向，以使得存在有乳液（6）的室（8）的底面（9）相对于水平面（10）而言倾斜。


4.根据权利要求2或3中任一项的方法，其中通过在微流体装置（1）的至少两个混合室（13、14）之间重复地一起推动第二介质（4）与冻干物（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·弗兰克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE