Biosensorvorrichtung mit Filterüberwachungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Biosensorvorrichtung zur Detektion von biologischen Partikeln mit einer Detektionseinrichtung, die einen Filter zum Sammeln von biologischen Partikeln aufweist.

Bekannte Biosensorvorrichtungen, mit denen das Vorhandensein von biologischen Partikeln wie etwa Bakterien, Viren, Pilzen, Hefen und anderen Mikroorganismen detektiert wird, weisen häufig einen Filter auf, der zum Sammeln und

Aufkonzentrieren der biologischen Partikel ausgebildet ist. Eine Probe, die die biologischen Partikel enthält, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, wird entweder über oder durch den Filter geleitet. Der Filter ist derart ausgestaltet, dass die zu detektierenden biologischen Partikel darin hängen bleiben, während die Probe selbst weiterströmt. Zum Beispiel werden bei solchen Biosensorvorrichtungen Filter verwendet, die als Membranfilter aus verschiedenen Materialien gebildet sein können. Diese

Membranfilter weisen eine Porosität auf, die auf die zu detektierenden Partikel angepasst ist. Damit können die Partikel den Filter nicht durchdringen, während das umgebende Fluid, in dem die Partikel vorhanden sind, den Filter durchströmen kann.

Solche Filter haben jedoch den Nachteil, dass sich die Poren, die dazu ausgebildet sind, die biologischen Partikel einzufangen, gerade durch diesen Einfangprozess mit den biologischen Partikeln zusetzen. Dieses Zusetzen macht den Filter im

schlechtesten Fall bereits nach der ersten Verwendung für weitere Detektionen unbrauchbar. Beispiele für Biosensorvorrichtungen zur Detektion von biologischen Partikeln, die einen Membranfilter zum Ausfiltern von biologischen Partikeln zwecks Detektion aufweisen, finden sich beispielsweise in der WO2005/102528A1 und der WO03/005013A1 . Wie in der US5726026 und der US2006/0257941A1 beschrieben, wird das Problem des verstopften Filters insofern gelöst, dass dieser nach der Durchführung des Detektionsschrittes entsorgt wird. So wird eine Kontamination zwischen

nacheinander folgenden Proben verhindert und die Funktionstüchtigkeit des Filters bei allen durchgeführten Tests garantiert.

In jüngerer Zeit besteht jedoch der Wunsch nach einem qualitativ hochwertigen Filter, der eine große Widerstandsfähigkeit insbesondere gegen bei der Detektion verwendeter Chemikalien als auch gegen sonstige äußere Einflüsse wie

beispielsweise Stösse aufweist.

Gemäß der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 035 772.3, auf die für weitere Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, wird

vorgeschlagen, einen solchen widerstandsfähigen Filter aus Diamant herzustellen. Solche Filter sind jedoch zu teuer, um sie nach jedem Detektionsschritt zu

entsorgen.

Daher besteht der Wunsch, dass der Filter gereinigt werden kann, um ihn wieder verwenden zu können. Eine Detektionsvorrichtung, in der die Möglichkeit zur Reinigung des Filters beschrieben ist, um diesen wieder zu verwenden, ist in der WO2008/135452A2 offenbart. Hier ist beschrieben, dass der Filter mehrmals verwendbar ist, indem er durch geeignete Chemikalien regeneriert und/oder konditioniert wird und dies durch entsprechend gesteuerte Pumpen und Ventile ermöglicht wird.

Eine routinemäßige Reinigung des Filters, selbst wenn sie nach jedem

Detektionstest durchgeführt wird, garantiert jedoch nicht die volle Funktionsfähigkeit des so aufbereiteten Filters. Trotz Reinigung können immer noch biologische Partikel die Filterporen verstopfen und somit die nachfolgende Probe kontaminieren. Ein sauberes Testergebnis kann durch die bloße standardisierte Reinigung des Filters nicht garantiert werden.

Weiter kann eine Reinigung auch nicht dafür garantieren, dass der Filter mit der Zeit nicht beschädigt wird. Selbst wenn der Filter durch den regulären Reinigungsprozess komplett von den zusetzenden biologischen Partikeln befreit wird, kann die Detektion immer noch dadurch beeinträchtigt werden, dass der Filter einen Bruch oder Riss aufweist und damit nicht mehr zum Herausfiltem der biologischen Partikel aus der Probe geeignet ist.

Es besteht daher ein Bedürfnis, eine hinsichtlich der vorerwähnten Probleme verbesserte Biosensorvorrichtung zu schaffen.

Allgemein ist es Aufgabe der Erfindung, eine wartungsarme Biosensorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine höhere Betriebssicherheit als bisherige

Biosensorvorrichtungen hat.

Diese Aufgabe wird durch eine Biosensorvorrichtung gelöst, die eine

Filterüberwachungseinrichtung aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorzugsweise weist eine Biosensorvorrichtung zur Detektion von biologischen Partikeln eine Detektionseinrichtung zur Detektion der in der Probe vorhandenen biologischen Partikel auf, wobei die Detektionseinrichtung einen Filter zum Sammeln von biologischen Partikeln zwecks Detektion hat. Von besonderem Vorteil ist es, wenn in der Biosensorvorrichtung eine Filterüberwachungseinrichtung vorgesehen ist, die automatisch die Funktion des Filters überwacht. Es ist vorteilhaft, wenn diese Filterüberwachungseinrichtung sowohl ein Verstopfen des Filters als auch einen Defekt des Filters in Form von Rissen oder Brüchen erkennen kann und daraufhin ein Signal ausgeben kann, das eine solche Disfunktion des Filters anzeigt.

Vorteilhaft weist die Filterüberwachungseinrichtung wenigstens eine

Differenzdruckmesseinrichtung zur Messung eines Differenzdruckes über dem Filter auf. In dieser Differenzdruckmesseinrichtung ist vorzugsweise mindestens ein

Drucksensor vorgesehen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn zwei Drucksensoren vorgesehen sind, die den Differenzdruck über dem Filter messen können. Die beiden Drucksensoren sind in Flussrichtung der Probe, in der die biologischen Partikel, die detektiert werden sollen, vorhanden sind, vor und nach dem Filter angeordnet und zeigen die Druckdifferenz zwischen dem Bereich vor dem Filter und dem Bereich nach dem Filter an. Wird durch die Differenzdruckmesseinrichtung eine extrem hohe Druckdifferenz zwischen den beiden Drucksensoren festgestellt, deutet dies auf eine Verstopfung der Filtermembran hin.

Weiter vorzugsweise weist die Filterüberwachungseinrichtung wenigstens eine Flussmengenmesseinrichtung zur Messung eines Flusses durch den Filter auf.

Diese Flussmengenmesseinrichtung kann vorzugsweise zur Regelung einer

Flussrate verwendet werden, um diese konstant zu halten. Bei einer verstopften Filtermembran würde sich bei konstanter Flussrate der Differenzdruck zwischen den beiden Drucksensoren erhöhen, wodurch ein allmähliches Verstopfen des Filters erkannt werden kann.

Vorteilhaft weist die Filterüberwachungseinrichtung eine Spannungsmesseinrichtung zur Messung einer mechanischen Spannung an dem Filter auf. Mit einer solchen Spannungsmesseinrichtung kann die Durchbiegung bzw. die Spannung in der Filtermembran überwacht werden. Bei mikromechanischen Filtern ist dies vorteilhaft dadurch möglich, dass die Spannungsmesseinrichtung ein piezoelektrisches

Element aufweist, in das piezoresistive Sensoren oder DMS-Sensoren integriert sind. Dadurch können sogar vorteilhaft die Drucksensoren entfallen, was vor allem bei miniaturisierten Systemen von Vorteil ist. Risse in der Membran können erkannt werden, da sich bei vorbestimmter Flussrate und Differenzdruck die mechanischen Spannungen im Falle eines Risses verändern. Weiter vorzugsweise weist die Filterüberwachungseinrichtung einen Leitungspfad zur Herstellung einer elektrischen Verbindung auf dem Filter auf. Der Leitungspfad bedeckt die aktive Oberfläche der Filtermembran. Wenn die Membran bricht oder einen Riss erhält, wird auch der Leitungspfad zerstört und verliert seine Leitfähigkeit, wodurch ein Defekt an der Membran detektiert werden kann.

Vorzugsweise weist die Filterüberwachungseinrichtung eine optische Detektions- einheit und eine Lichtquelle auf einer der optischen Detektionseinheit abgewandten Seite des Filters auf. Die optische Detektionseinheit kann beispielsweise ein

Photomultiplier sein. Wird der Filter von einer Seite mit Licht aus der Lichtquelle beschienen, sollte die optische Detektionseinheit, die sich auf der

gegenüberliegenden Seite des Filters befindet, keine Erhöhung der Lichtintensität, die durch den Photomultiplier gemessen wird, messen, solange der Filter intakt ist. Nur im Falle einer gebrochenen Filtermembran dringen mehr Photonen durch den Filter hindurch und können durch den Photomultiplier detektiert werden. Ein Anstieg in der gemessenen Lichtintensität zeigt damit einen Bruch oder Riss in der

Filtermembran an.

Vorteilhaft ist die Filterüberwachungseinrichtung zur Detektion der Porosität des Filters ausgebildet. Ein Indiz für eine defekte Membran ist der Strömungswiderstand, der durch die Filtermembran aufgebaut wird. Dieser Widerstand hängt u. a. von der Porosität des Filters ab. Kommt es zu einer Rissbildung, erhöht sich die Porosität schlagartig und der Strömungswiderstand nimmt ab. Diese Erhöhung der Porosität kann über das Verhältnis Druckänderung : Flussänderung : Volumenänderung ermittelt werden.

Weiter vorteilhaft ist der Filterüberwachungseinrichtung wenigstens eine Pumpe zum Transportieren der Fluide zugeordnet und/oder sie ist mit dieser verbunden. Die Pumpe transportiert die Probe und eventuelle Detektionsreagenzien durch die Biosensorvorrichtung und insbesondere durch den Filter. Sie ist verantwortlich für die Flussrate und den Differenzdruck, die im Bereich des Filters herrschen. Die Flussrate kann durch eine Regelung der Pumpe konstant gehalten werden. Bei einem verstopften Filter ist der Durchfluss durch den Filter generell gehindert, wodurch die Pumpe besonders viel Arbeit leisten muss, um das Fluid durch den Filter hindurch zu pumpen. Eine Verstopfung oder eine beginnende Verstopfung des Filters kann daher dadurch erkannt werden, dass der Leistungsverbrauch bzw. das Drehmoment der Pumpe überwacht wird, um zu erkennen, ob die Pumpe auf Volllast läuft. Daher ist es von Vorteil, wenn die Filterüberwachungseinrichtung eine

Lastmesseinrichtung zur Messung der auf die Pumpe wirkenden Last aufweist.

Dadurch lassen sich Verstopfungen oder sogar schon Teilverstopfungen des Filters oder von Bereichen der in der Biosensorvorrichtung vorhandenen Fluidikeinrichtung erkennen. Da die Filterüberwachungseinrichtung mit mehreren Sensoren zur Überwachung des Filters verbunden ist, ist es von Vorteil, wenn sie über eine

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung verfügt, die die Signale von den einzelnen Bauteilen empfängt und/oder verarbeitet und, je nach Signal, zur Ausgabe eines Abschaltbefehls für die Biosensorvorrichtung ausgebildet ist. Sollte die

Filterüberwachungseinrichtung mit Hilfe dieser Steuerungseinrichtung erkennen, dass der Filter verstopft oder beschädigt ist, ist eine genaue Detektion der

biologischen Partikel nicht mehr möglich. Es ist dann nötig, dass die

Biosensorvorrichtung gewartet wird, indem entweder der Filter gereinigt wird (im Falle einer Verstopfung) oder ausgetauscht wird (im Falle einer Beschädigung oder bei einer so starken Verstopfung, dass diese nicht mehr beseitigt werden kann).

Vorzugsweise empfängt die Filterüberwachungssteuerungseinrichtung die Signale der Differenzdruckmesseinrichtung und/oder der Flussmengenmesseinrichtung und/oder der Spannungsmesseinrichtung und/oder des Leitungspfades und/oder der optischen Detektionseinheit und/oder der Lastmesseinrichtung. Durch den Empfang der Signale ist sie daher fähig, bei jeglicher Beeinträchtigung der

Biosensorvorrichtung einen Abschaltbefehl und ein Warnsignal auszugeben, das anzeigt, dass die Biosensorvorrichtung nicht in der vorgesehenen Weise funktioniert.

Wenn die Filterüberwachungssteuerungseinrichtung weiter vorzugsweise eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der von der

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung empfangenen Signale aufweist, ist sie dazu fähig, die empfangenen Signale auch auszuwerten und richtig zu deuten.

Beispielsweise hängt die Flussrate durch einen Filter von vielen unterschiedlichen Parametern ab. Wesentliche Einflussfaktoren sind u. a. die Filterporosität, die Membrandicke und der angelegte Druck. Verwendet man ähnliche Filter (gleiche Membrandicke und Porosität), stellen sich bei einem funktionierenden System mit intakten Filtern ähnliche Fluss-/Druckcharakteristiken ein. Benutzt man einen neuen Filter, ist es vorteilhaft zuerst eine Fluss-/Druckcharakteristik zu erstellen. Da sich die Durchflusseigenschaften des Filters im Betrieb nur verschlechtern können, kann über die Historie der Fluss-/Druckcharakteristik eine gebrochene Membran festgestellt werden. Ist eine Filtermembran gebrochen, kommt es zu einem höheren Fluss durch die Membran bei niedrigerem Differenzdruck. Als Ergebnis erhält man zusätzlich ein erhöhtes gefiltertes Gesamtvolumen bei gleicher Zeit. Eine

Auswerteeinrichtung kann diese verschiedenen Faktoren miteinander ins Verhältnis setzen und daraus schließen, ob der Filter weiter funktionstüchtig ist oder ob er verstopft ist oder ob er in irgendeiner Weise beschädigt ist.

Weiter vorzugsweise ist eine Reinigungseinrichtung zum automatischen Reinigen des Filters vorgesehen. Erst durch die Reinigung des Filters wird es möglich, dass dieser mehrfach verwendet werden kann, wobei es vorteilhaft ist, wenn diese Reinigung automatisch erfolgt und so einen möglichst geringen Wartungsaufwand erfordert.

Vorzugsweise weist der Filter eine Heizvorrichtung auf, mit der Fluide wie

Reinigungsflüssigkeiten und/oder Detektionsflüssigkeiten wie z.B. Farbstoffe lokal temperiert werden können. Vorteilhaft weist der Filter dazu wenigstens eine

Heizerstruktur auf, die besonders bevorzugt eine Leiterbahn als Heizmäander umfasst, und die vorzugsweise durch eine Passivierungsschicht aus Si0 ₂ , Al ₂ 0 ₃ , SiC oder diamantähnlichen Schichten geschützt werden kann. Vorteilhafterweise erfolgt auch die Temperaturmessung am Filter, besonders bevorzugt durch den Heizmäander und/oder durch einen separaten Leitermäander und/oder ein integriertes Thermoelement und/oder einen pn-Übergang.

Da der Filter vorzugsweise durch Quer- und/oder Durchspülen mit Fluiden gereinigt wird, sind vorteilhaft mehrere Gefäße in der Biosensorvorrichtung vorgesehen, in denen diese Fluide gelagert werden. Durch diese Lagerung wird ein automatischer Betrieb der Reinigungseinrichtung ermöglicht, da so, je nach Größe des Gefäßes, nur selten die Fluide aufgefüllt werden müssen.

Damit wenigstens eines der in den mehreren Gefäßen gelagerten Fluide zur Reinigung des Filters herangezogen werden kann, ist es von Vorteil, wenn dieses Fluid eine Reinigungsflüssigkeit ist. Sie kann zu dem Filter transportiert werden, wenn wenigstens das Gefäß, in dem sie gelagert ist, z.B. über ein Ventil mit der Reinigungseinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise ist ein Ventil vorgesehen, das mehrere Gefäße anwählen kann. Damit können, je nach Ventilstellung, auch unterschiedliche Reinigungsflüssigkeiten zu der Reinigungseinrichtung bzw. zu dem Filter transportiert werden. Es können damit sowohl mehrere nacheinander folgende Reinigungsschritte mit verschiedenen Flüssigkeiten durchgeführt werden, aber auch der Reinigungsprozess auf die Anforderungen je nach der Art der detektierten biologischen Partikel angepasst werden.

Zum Transport der Reinigungsflüssigkeit ist es von Vorteil, wenn die

Reinigungseinrichtung eine Pumpe aufweist. Diese Pumpe kann die

Reinigungsflüssigkeit aus dem Gefäß, in dem sie gelagert ist, zu dem Filter pumpen. Für einen einfachen Aufbau der Biosensorvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Pumpe nicht nur zum Pumpen der Reinigungsflüssigkeit aus ihrem Gefäß zum Filter vorgesehen ist, sondern auch andere Funktionen übernehmen kann. Darunter fallen nicht nur das Pumpen sämtlicher Fluide, die in den mehreren Gefäßen gelagert sind, sondern auch das Pumpen der fluiden Probe. Um Kontaminationen zu verhindern, können aber auch mehrere Pumpen in der Biosensorvorrichtung vorgesehen sein, je nach dem, welche Bedürfnisse die Biosensorvorrichtung erfüllen soll. Soll sie beispielsweise transportabel sein und in Fahrzeuge integrierbar sein, ist es von Vorteil, wenn sie möglichst kleine Ausmaße aufweist. Bei einer festen Verwendung oder einer Verwendung in größeren Fahrzeugen, kann sie auch größere Ausmaße haben. Dann ist es möglich, mehrere Pumpen in der Biosensorvorrichtung

vorzusehen.

Vorzugsweise ist die Pumpe derart ausgebildet, dass sie die Reinigungsflüssigkeit sowohl über den Filter pumpen, als sie auch rück- und/oder querspülen kann. Das heißt, die Pumpe sollte zum Pumpen in wenigstens zwei verschiedene Richtungen ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist die Pumpe der Filterüberwachungseinrichtung als Pumpe zum Pumpen der Reinigungsflüssigkeit ausgebildet. So kann die Pumpe mehrere

Funktionen erfüllen, nämlich zur Überwachung des Filters dienen, ob dieser verstopft oder beschädigt ist, und gleichzeitig die Reinigungsfllüssigkeit von dem Gefäß zur Lagerung zu dem Filter hin transportieren. Durch einen solchen Aufbau kann Platz in der Biosensorvorrichtung eingespart werden. Vorzugsweise ist die Reinigungsflüssigkeit auch gleichzeitig eine

Reaktionsflüssigkeit, die bei der Detektion der biologischen Partikel in der

Biosensorvorrichtung verwendet wird. Auch dadurch kann Platz in der

Biosensorvorrichtung gespart werden, da statt vieler Gefäße, einige für

Reinigungsflüssigkeiten und einige für Reaktionsflüssigkeiten, nur wenige Gefäße zur Lagerung ausgewählter Flüssigkeiten vorhanden sein müssen.

Vorteilhaft ist die Reinigungsflüssigkeit eine Säure oder eine Base oder ein Alkohol oder ein Detergenz. Je nach der Art der Verunreinigung des Filters ist es vorteilhaft, wenn unterschiedliche funktionelle Reinigungsflüssigkeiten verwendet werden können. Um den Filter möglichst schonend zu reinigen, kann die Säure oder die Base eine schwache Säure oder eine schwache Base sein. Reicht dies zur

Reinigung des Filters jedoch nicht aus, ist es auch möglich, eine stärkere oder starke Säure bzw. eine starke Base zur Reinigung des Filters zu verwenden.

Organische Verunreinigungen werden vorzugsweise durch Alkohole oder

Detergentien entfernt. Es ist auch vorstellbar, mehrere Reinigungsschritte

durchzuführen, bei denen unterschiedliche Reinigungsflüssigkeiten nacheinander über den Filter gespült werden. Vorteilhaft ist eine Temperiereinrichtung zum Temperieren der Reinigungsflüssigkeit vorgesehen. Ein Erhitzen kann den Reinigungsprozess des Filters beschleunigen. Gleichzeitig kann jedoch auch eine Kühlung des Filters nötig sein, wenn die

Reaktion der Reinigungsflüssigkeit mit dem biologischen Material Hitze freisetzt und somit den Filter angreifen könnte. Die Temperiereinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie auf den Reinigungsprozess des Filters mit der

Reinigungsflüssigkeit optimiert ist. Je nach Art der verwendeten Reinigung ist es von Vorteil, wenn die zur Reinigung verwendete Flüssigkeit in temperierter Form zugeführt werden kann. Hierzu sollte die Detektionskammer und/oder die

Messkammer z. B. durch Heizpatronen heizbar sein. Auch eine Temperierung der Flüssigkeit durch eine Schlauchheizung ist möglich.

Vorzugsweise sind zur Vermeidung von Überhitzung und Unterkühlung

Temperatursensoren an den Gefäßen und dem Filter vorgesehen. Um die genaue Temperatur der Flüssigkeit bestimmen zu können, wird ein Temperatursensor vorteilhafterweise direkt in den Fluss eingebracht. Am meisten bevorzugt sitzt der Temperatursensor in unmittelbarer Nähe zum Mikrofilter. Ein Temperatursensor lässt sich auch auf dem Filter integrieren. Dies kann erfolgen durch Implantation einer PN-Diode in einer Siliziummembran, Aufbringen von Leiterbahnen

unterschiedlicher Materialien, um ein Thermoelement zu bilden, oder Aufbringen eines Leiterbahnmäanders, der in Form einer temperaturabhängigen

Widerstandsänderung die Temperaturmessung ermöglicht. Die Temperatursensoren können jeweils durch eine Passivierungsschicht geschützt sein. Vorteilhaft ist eine Recycling-Einrichtung zur Wiederaufbereitung der

Reinigungsflüssigkeit vorgesehen. Um den Vorrat an Reinigungsflüssigkeit so gering wie möglich zu halten, ist es sinnvoll, die Reinigungsflüssigkeit nach Verwendung zu recyclen. Dazu kann diese in einem extra Behälter aufgefangen werden und vor der nächsten Verwendung durch ein Partikelsieb gereinigt werden (klassischer Filter).

Vorzugsweise weist die Recycling-Einrichtung ein Partikelsieb und/oder Aktivkohle auf. Filter und Reinigungsflüssigkeit sind vorteilhaft nach einer maximalen Anzahl von Verwendungen auswechselbar. Es ist auch möglich, zunächst mit recycelter Reinigungsflüssigkeit zu reinigen und als letzten Reinigungsschritt noch mit einer geringen Menge frischer Lösung nachzureinigen.

Vorteilhaft weist die Reinigungseinrichtung einen Schallgenerator, insbesondere eine Ultraschalleinheit, bzw. eine Megaschalleinheit, zum Beaufschlagen des Filters mit Schallwellen auf. Die Reinigung von Siliziumwafern und anderen Oberflächen mittels Megaschall ist eine etablierte Methode in der Halbleiter- und

Mikroelektronikindustrie. Bislang wird diese Technologie jedoch ausschließlich zur Reinigung glatter Oberflächen eingesetzt. Hier jedoch wird der Einsatz von

Megaschall zur Reinigung von Filtern vorgeschlagen. Durch die vom Megaschall hervorgerufene Kavitation ist es möglich, Filteroberflächen effektiv zu reinigen. Diese mechanische Reinigung kann zusätzlich durch den Einsatz von Detergentien unterstützt werden. Megaschall eignet sich insbesondere zur Reinigung glatter Filteroberflächen, wie sie beispielsweise bei mikromechanischen Filtern oder bei sog. track-etched-Filtermembranen vorkommen. Je nach Auslegung der

Filterelemente bzw. des Megaschall-Transducers ist jedoch auch eine Tiefenreinigung vorstellbar. Durch die effektive Reinigung kann ein Filterelement recycled, also wieder verwendet werden. Ein weiterer Einsatz der Megaschalltechnik ist bereits während der Filtration vorstellbar. Hierbei werden zum einen Luftblasen, die die Filtration behindern können, gelöst und gleichzeitig verhindert, dass sich Partikel festsetzen. Bei geeigneter Wahl der Megaschallfrequenz werden Partikel einer bestimmten Größenordnung in Bewegung versetzt und dadurch am Festsetzen gehindert. Megaschall unterstützt auf diese Weise den Filtrationsprozess und verlängert die Standzeit des Filters. Vorzugsweise weist daher die Ultraschalleinheit einen Schallgenerator auf. Der

Schallgenerator erzeugt Ultraschall (Frequenz ca. 20 kHz bis 1 GHz), insbesondere Megaschall (Frequenz ca. 400 kHz bis 4 MHz), mit dem der Filter zur Reinigung beaufschlagt werden kann. Die Detektionseinrichtung weist weiter vorzugsweise eine Detektionskammer auf, in der der Filter untergebracht ist.

Diese Detektionskammer weist vorzugsweise einen separaten Reaktor zum

Vorfärben des Probenmaterials auf. Damit kann anstelle des Vorgangs Filtern der Wasserprobe (bedeutet Anreichern der Bakterien auf der Filteroberfläche), Zugabe der Sonden, Reaktion der Sonden mit beispielsweise den Bakterien, Spülen ungebundener Sonden, Detektion, das Färben auch vorab in dem separaten

Reaktor stattfinden. Dieser kann temperierbar bzw. temperaturgeregelt sein. Damit verändert sich der Vorgang zu Füllen mit der Wasserprobe, Zugabe der Sonden, evtl. Durchmischung und Temperierung (Reaktion Sonden mit beispielsweise Bakterien), Pumpen durch den Filter (entspricht Anreichern der Bakterien auf der Filteroberfläche), ggf. Spülen, Detektion. Ein Vorfärben des Probenmaterials in dem separaten Reaktor kann die Reaktion der Sonden mit beispielsweise den Bakterien vereinfachen, da ein einfacheres Durchmischen möglich ist, als wenn die Bakterien bereits auf der Filteroberfläche immobilisiert sind.

Vorteilhaft weist die Detektionskammer eine begrenzende Kammerwand auf. Damit ist der Bereich der Detektion vorteilhaft vom Rest der Biosensorvorrichtung abgetrennt. Eine Kontamination unterschiedlicher Biosensorvorrichtungsbereiche kann somit verhindert werden.

Vorteilhaft ist der Schallgenerator an der Detektionskammer der Detektionseinheit angebracht. Damit kann der Megaschall in die Detektionskammer bzw. auf den Filter beaufschlagt werden.

Weiter vorteilhaft ist an der Detektionskammer eine Düse zum Austreten von mit Megaschall beaufschlagtem Fluid durch die Kammerwand in die Detektionskammer angeordnet. Aus der Düse tritt dann das mit Megaschall beaufschlagte Fluid auf die Filteroberfläche und reinigt diese.

Weiter vorteilhaft kann aber auch der Filter als Schallgenerator ausgebildet sein. Damit ist der Mikrofilter selbst ein aktives Element, d. h. er kann als

Ultraschallerzeuger, insbesondere als Megaschallerzeuger, ausgebildet sein. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn die Biosensorvorrichtung möglichst platzsparend aufgebaut sein soll.

Vorteilhaft ist dann der Filter aus einem piezoelektrischen Material gebildet oder eine piezoelektrische Schicht ist auf den Filter aufgebracht. Insbesondere kann

beispielsweise PZT (Bleizirconattitanat) oder AIN (Aluminiumnitrat) als

piezoelektrische Schicht aufgebracht werden.

Weist der Filter Elektroden, insbesondere Interdigital-Elektroden auf, kann das piezoelektrische Material vorteilhaft angeregt werden.

Das piezoelektrische Material kann vorzugsweise durch eine weitere Schicht, eine Passivierungsschicht, gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere

Reinigungsmedien, geschützt werden.

Weiterhin lässt sich die Geometrie von Membran und den unter der Membran befindlicher mechanischer Unterstützungsstrukturen anpassen, damit das

Schwingungsverhalten der Membran bei der gewählten Schwingungsfrequenz günstig ist. Unmittelbar nach oder auch während der Megaschallreinigung kann das

Fluidiksystem aktiviert werden, um Quer- oder Rückspülung durchzuführen und damit die Reinigungsprozedur zu verbessern.

Weiter vorteilhaft weist die Reinigungseinrichtung eine EHD-Einheit zur

elektrohydrodynamischen Atomisierung der Reinigungsflüssigkeit auf. Die elektrohydrodynamische Atomisierung ist ein Verfahren, bei dem ein Leitungsfluid aufgebrochen und dispergiert wird, so dass ein Strahl aus geladenen Nanotröpfchen entsteht. Um einen EHD-Strahl auszulösen, wird elektrostatischer Stress an dem Fluidmeniskus ausgeübt, der die Oberflächenspannung, die den Meniskus intakt hält, übersteigt.

Vorteilhaft weist die EHD-Einheit eine Kapillare zum Einleiten der

Reinigungsflüssigkeit aus einem Gefäß in die EHD-Einheit, eine

Druckbeaufschlagung zum Einbringen und Durchleiten der Reinigungsflüssigkeit in und durch die Kapillare und einen elektrischen Kontakt zum Erzeugen eines elektrostatischen Feldes am Ende der Kapillare auf. In einem typischen EHD- System lagert ein kleines Fluidreservoir die leitfähige Prozesschemikalie, die versprüht werden soll, und ein elektrischer Kontakt in dem Reservoir unterwirft das Fluid einem Potential. Eine pneumatische Kontrolleinheit bringt einen kontrollierten Druck auf das Fluid ein, das sich in dem Reservoir befindet. Daraus resultiert ein Fluss von dem Reservoir über ein Kapillarrohr in das elektrostatische Feld an dem Ende der Kapillare, an dem das Fluid versprüht wird.

Die elektrohydrodynamische Atomisierung benötigt nur geringe Fluidvolumina. Verwendungsraten können typischerweise in dem Bereich von 0,6 bis 2

μΙ/Minute/Düse liegen. Damit könnten bei der Verwendung von EHD in signifikanter Weise Kosten eingespart werden, da hohe Volumina von Prozesschemikalien und ihre Verwerfung nach der Verwendung vermieden werden.

Vorteilhaft ist die EHD-Einheit zum Bilden von Nanotröpfchen aus der

Reinigungsflüssigkeit und/oder zu deren Beaufschlagung auf die Filteroberfläche ausgebildet. Beim Start der EHD fließt Strom durch das leitfähige Fluid in die Kapillare. Zusätzlich wandern geladene Ionen in dem Fluid in gegenüberliegender Richtungen in der Kapillare, was in einer ungleichmäßigen Verteilung der Ladung resultiert. Ionen mit derselben Polarität wie der auf das Reservoir eingebrachten Spannung, wandern zu dem äußersten Ende der Kapillare. Dort übersteigt das elektrostatische Feld die Oberflächenspannung des Meniskus und resultiert im Zusammenbruch des Meniskus unter Bildung eines EHD-Nanotröpfchen-Strahls.

Da die durch den EHD-Prozess hergestellten Nanotröpfchen mehrfach geladen sind, kann ihre Beschleunigung durch das elektrische Feld zwischen dem Austritt der Kapillare und dem zu reinigenden Gegenstand kontrolliert werden.

Vorteilhaft ist die Kapillare der EHD-Einheit in der Wand der Detektionskammer angeordnet. Damit können die Nanotröpfchen direkt auf den Filter beaufschlagt werden.

Während EHD-Nanotröpfchen sehr klein sind, sind sie im Vergleich zu Ionen und lonenstrahlen extrem groß. EHD-Nanotröpfchen verteilen ihre Energie über einen ausgedehnten Bereich des Zielobjektes, wodurch sie gleichzeitig ein Ablösen und Entfernen von Partikeln im Mikrometer- und Submikrometer-Bereich bewirken. Dies können organische Filme und/oder metallische Verunreinigungen sein. Die Energie eines EHD-Nanotröpfchens wird durch die große Anzahl von Kernen in dem

Nanotröpfchen getragen. Das resultiert in Energien unterhalb von Material- Sputtergrenzen, und verhindert ein direktes Ätzen oder Beschädigungen der

Oberflächen, während die Verunreinigung entfernt wird.

Die Kontrolle der EHD-Nanotröpfchen ist elektrisch implementiert, indem das Fluid bis zu einem bestimmten Bereich aufgeladen wird, an der Kapillare austritt und durch das elektrische Feld manipuliert wird. Die Geschwindigkeit und Größe können verändert werden, was in einem großen Bereich von Prozesseinstellungen resultiert, um so die Nanotröpfchen auf die Verunreinigungen und das Substrat anzupassen. Nanotröpfchen können so hergestellt werden, dass sie einen optimalen Impuls auf die Partikel übertragen. Durch Einbringen einer Mikrokapillare durch die Wand der Detektionskammer lässt sich die Filteroberfläche reinigen. Dabei wird eine Reinigungswirkung erzielt, ohne hohe Energien einzubringen, d. h. die Membran wird mechanisch sehr wenig beansprucht. Unmittelbar nach oder auch während der EHD-Reinigung kann das Fluidiksystem aktiviert werden, um Quer- oder Rückspülung durchzuführen und damit die Reinigungsprozedur zu verbessern.

Vorteilhaft weist die Reinigungseinrichtung eine elektrische Reinigungseinrichtung zur elektrochemischen Reinigung des Filters auf. Insbesondere wird die Reinigung des Filters durch Elektrophorese und/oder Elektroosmose und/oder Elektrolyse durchgeführt.

Bei der Elektrophorese bzw. der Dielektrophorese ist es möglich, geladene Partikel mit Hilfe von elektrischen Feldern von der Filteroberfläche herunterzuziehen. Hierbei wird ein hohes elektrisches Feld an der Oberfläche des Filters erzeugt. Geladene Schmutzpartikel und Bakterien werden durch das elektrische Feld zur

entgegengesetzt gepolten Elektrode gezogen und reißen auf ihrem Weg auch ungeladene Partikel mit. Vorteilhaft sind auf dem Filter daher Elektroden zur Durchführung der

elektrochemischen Reinigungsverfahren, insbesondere als Interdigital-Elektroden, ausgebildet. Elektrodenbreite und -abstand können z. B. 1 bis 10 pm betragen. Sie können mit einer Passivierungsschicht geschützt und auch elektrisch isoliert werden. Dabei kann auch das Fluidiksystem aktiviert werden, um Quer- oder Rückspülung durchzuführen und damit die Reinigungsprozedur zu verbessern. Insbesondere beim Rückspülen durch den Filter (durch Betrieb des Fluidiksystems) können die Partikel weggespült werden, sobald sie durch den Elektrophorese- bzw.

Dielektrophoreseprozess quer über die Filteroberfläche transportiert werden und eine Pore passieren.

Weiterhin kann der bekannte Effekt der Elektroosmose angewendet werden

(elektroosmotischer Fluss in Mikrokanälen). Insbesondere bei geringer Höhe der Detektionskammer, z. B. 100 bis 200 pm, lässt sich die darin befindliche Flüssigkeit pumpen, wenn über Elektroden ein elektrisches Feld angelegt wird, das quer über die Filteroberfläche abfällt. Dadurch lässt sich die Flüssigkeit und mit ihr die darin befindlichen Partikel bewegen. Der Reinigungseffekt lässt sich erhöhen, wenn ein Wechselfeld angelegt wird. Dieses Hin- und Herpumpen entspricht einem

mechanischen Mischen und lässt sich mit höherer Frequenz durchführen als eine ständige Flussrichtungsumkehr beim Querspülen durch das Fluidiksystem mit der konventionellen mechanischen Pumpe. Zusätzlich kann das Fluidiksystem aktiviert werden, um Quer- oder Rückspülung durchzuführen und damit die

Reinigungsprozedur zu verbessern. Auch die Elektrolyse unter Gasbildung (z. B. von Wasser) kann als Reinigung der Filteroberfläche fungieren. Hierzu wird an der Filteroberfläche (Ausführung als Elektrode) unter Zuführung elektrischer Spannung eine Flüssigkeit in Gase gespalten. Diese aufsteigenden Gase lösen die Partikel an der Filteroberfläche und machen einen Abtransport der Verunreinigungen möglich. Die Gegenelektrode kann an der Wand der Detektionskammer angebracht sein. Wenn die Elektroden auf der Filteroberfläche angebracht sind, insbesondere als Interdigital-Elektroden, ist eine Elektrodenbreite und ein Elektrodenabstand von beispielsweise 1 bis 10 pm vorteilhaft. Dann lässt sich die benötigte Spannung minimieren, selbst bei elektrisch schlecht leitenden Elektrolyten (z. B. Wasser).

Vorzugsweise sind die Interdigital-Elektroden aus Platin und/oder im

Siebdruckverfahren oder durch Aufdampfen oder Sputtern gebildet. Dadurch werden die Elektroden besonders robust, da Platin ein Edelmetall ist. Vorzugsweise weist die Reinigungseinrichtung wenigstens eine

Reinigungssteuerungseinrichtung auf. Damit wird der Reinigungsprozess bzw. die verschiedenen Reinigungsprozesse gesteuert und auf die Verunreinigung durch bestimmte biologische Partikel angepasst. Daher ist es von Vorteil, wenn die Reinigungssteuerungseinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren der Ultraschalleinheit und/oder der EHD-Einheit und/oder der elektrochemischen Reinigung und/oder der Pumpe ausgebildet ist. Die

Reinigungssteuerungseinrichtung kann damit sämtliche Reinigungsprozesse gleichzeitig starten, oder sie nacheinander oder sie in gewählter Kombination starten. Durch die Kontrolle der Pumpe ist es möglich, auch während eines

Reinigungsschrittes mit beispielsweise Ultraschall oder mit elektrohydrodynamischer Atomisierung den Filter mit Reinigungsflüssigkeit zu spülen, um so die Reinigung noch zu verbessern.

Vorteilhaft wird die Reinigungssteuerungseinrichtung durch die

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung aktiviert. Wenn die

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung eine Verunreinigung des Filters anzeigt, ist es von Vorteil, wenn der Filter daraufhin sofort gereinigt werden kann. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Reinigung durch die Reinigungssteuerungseinrichtung direkt nach Erkennen einer Verunreinigung gestartet wird.

Damit die Biosensorvorrichtung automatisch betrieben werden kann, ist es vorteilhaft, wenn eine Probennahmevorrichtung vorgesehen ist, die insbesondere fluides Probenmaterial direkt aus einer Leitung aufnehmen kann.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Probennahmevorrichtung eine Ausleit- /Durchleitvorrichtung aufweist, die das Probenmaterial permanent aus der Leitung ausleiten kann und gleichzeitig das Probenmaterial permanent durch die

Probennahmevorrichtung durchleiten kann.

Vorteilhaft wird das Probenmaterial über einen an die Leitung angeschlossenen Bypass in die Probennahmevorrichtung eingeleitet, strömt tangential zum Filter durch die Detektionskammer und über ein Mehrwegventil wieder in die Leitung zurück.

Dabei ist von Vorteil, wenn der Bypass einen schaltbaren Druckminderer aufweist, der den Fluss des Probenmaterials durch die Probennahmevorrichtung und die Detektionskammer konstant hält bzw. den Fluss während einer Messung untersagt.

Durch eine solche Vorrichtung wird ein Permanentfluss erzeugt. Bei der Umsetzung mit Permanentfluss wird ein Teil des beispielsweise Trinkwassers aus der

Versorgungsleitung in einen Bypass geleitet. Ein schaltbarer Druckminderer reduziert in diesem Bypass den Druck und gleichzeitig die Flussrate. Ist die Fluidikeinrichtung aktiv, wird also ein konstanter Fluss an beispielsweise

Trinkwasser durch den Bypass geleitet, durchströmt die Detektionskammer tangential und wird über ein Mehrwegeventil wieder der Trinkwasserleitung zugefügt. Der Fluss durch den Bypass ist permanent gegeben. Es können keine Rückstände in den Leitungen bleiben. Während einer Messung untersagt der

Druckminderer den Fluss aus der Versorgungsleitung. Nach der Messung öffnet der Druckminderer wieder und der Fluss durch den Bypass wird freigegeben.

Durch einen solchen Aufbau ist die Probennahmevorrichtung mit der

Fluidikeinrichtung mit der Detektionskammer verbunden. So kann die fluide Probe, beispielsweise Trinkwasser, ohne Umwege in die Detektionskammer eingeleitet werden, wo dann eine zuverlässige Messung der Belastung mit biologischen Partikeln durchgeführt werden kann. Vorteilhaft ist in der Fluidikeinrichtung ein Luftblasensensor zur Detektion von

Luftblasen vorgesehen. Luftblasen wirken sich störend aus, insbesondere wenn die Detektion der biologischen Partikel auf einer quantitativen Basis erfolgen soll. Sind Luftblasen in einer Probe vorhanden, kann dann nicht mehr auf die Konzentration in dem Volumen zurückgeschlossen werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Vorhandensein von Luftblasen über einen Luftblasensensor erkannt wird, und eine Meldung ausgegeben wird, dass Luftblasen vorhanden sind. So können diese vorteilhaft aus der Biosensorvorrichtung entfernt werden, bevor die Detektion der biologischen Partikel erfolgt. Um Kontaminationen der fluiden Probe, beispielsweise einer Wasserprobe, zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Probennahmevorrichtung ein Schaltventil aufweist, das zwischen zwei Betriebsarten der Biosensorvorrichtung unterscheidet. In einer ersten Stellung leitet das Schaltventil das Probenmaterial der

Fluidikeinrichtung zu, während es es in einer zweiten Stellung an der

Fluidikeinrichtung vorbei leitet. Dadurch ist eine direkte Probennahme aus der beispielsweise Trinkwasserleitung möglich, und es entstehen keine Leitungen mit stehendem Wasser, in dem sich biologische Partikel mit der Zeit aufkonzentrieren können. Ein solches Aufkonzentrieren könnte zu einem verfälschten Messergebnis führen. Weiter können durch eine solche Einstellung sämtliche Verbindungen zwischen beispielsweise der Trinkwasserleitung und dem Filter keimfrei gehalten werden.

Weiter vorteilhaft weist die Probennahmevorrichtung eine Dreheinrichtung auf, die wenigstens einen Durchlass und wenigstens eine Aufnahmeposition für den Filter aufweist. Eine solche Dreheinrichtung kann derart gebildet sein, dass sie direkt in die beispielsweise Trinkwasserleitung eingedreht werden kann.

Vorteilhaft kann sie dabei in wenigstens zwei Stellungen in die Leitung eingedreht werden, in einer ersten Stellung wird dabei der Filter in die Trinkwasserleitung eingedreht, und in einer zweiten Stellung der Durchlass. Mit einem solchen Aufbau kann der Filter direkt in die interessierende Probe eingebracht werden, ohne irgendwelche Leitungen dazwischen, in denen sich Kontaminationen und damit verfälschende Ergebnisse ausbilden können.

Um einen permanenten Fluss durch die beispielsweise Trinkwasserleitung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Dreheinrichtung auch einen Durchlass aufweist, der in die Trinkwasserleitung eingedreht wird, wenn gerade kein Filter zur Probenaufnahme in der Trinkwasserleitung vorhanden ist.

Vorteilhaft ist eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, die eine Kontamination der Leitung im Störfall der Biosensorvorrichtung verhindert. Eine solche

Sicherheitseinrichtung sollte vorzugsweise derart gestaltet sein, dass sie einen Rückfluss der bereits entnommenen Probe in die Leitung verhindert.

Dies wird vorteilhaft dadurch gelöst, dass die Sicherheitsvorrichtung ein

Rückschlagventil ist. Mit einem solchen Rückschlagventil in der Leitung, kann die bereits entnommene Probe nicht mehr in die Trinkwasserleitung zurückweichen. Liegt in der Biosensorvorrichtung ein technisches Problem vor, können damit auch keine Detektions- und/oder Reinigungsfluide aus der Biosensorvorrichtung in die Trinkwasserleitung eintreten.

Um Risse im Filter zu vermeiden bzw. dessen Lebensdauer zu erhöhen, ist es von Vorteil, wenn ein hoher Differenzdruck verhindert wird. Dieser Differenzdruck wird durch die Differenzdruckmesseinrichtung überwacht. Da Druckschwankungen nicht abrupt sondern möglichst langsam erfolgen sollten, ist es vorteilhaft, wenn die Pumpe über die Differenzdruckmesseinrichtung geregelt wird. Damit erfolgen die Druckschwankungen im System sanft. Insbesondere bei mikromechanischen Filtern aus relativ spröden Materialien, z. B. Silizium, führt dies zu Verbesserungen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung einer Biosensorvorrichtung;

Fig. 2 eine Übersichtsdarstellung einer Probennahmevorrichtung der Biosen

sorvorrichtung; Fig. 3 die Funktion eines Schaltventiles in der Probenahmevorrichtung im

Normalbetrieb der Biosensorvorrichtung;

Fig. 4 die Funktion des Schaltventils der Probenahmevorrichtung bei der De

tektion;

Fig. 5 das Einfahren eines Membranfilters in eine Leitung, in der eine interes

sierende Probe fließt und die nachfolgende Detektion der auf dem

Membranfilter vorhandenen biologischen Partikel. Fig. 1 zeigt eine im gesamten mit den Bezugszeichen 10 bezeichnete

Biosensorvorrichtung zur Detektion von biologischen Partikeln. Die

Biosensorvorrichtung 10 weist eine Detektionseinrichtung 12 auf, die einen Filter 14 zum Sammeln von biologischen Partikeln zwecks Detektion aufweist. In der DE 102006026559 A1 , der DE 102007021387 A1 und der nicht

vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 102008035772 ist beschrieben, wie ein solcher, insbesondere mikromechanischer Filter 14 zur Detektion von Partikeln, insbesondere von Bakterien, verwendet werden kann. Die Verwendung des mikromechanischen Filters 14 wird hiermit mit Bezug auf diese drei Offenbarungen in diese Anmeldung mit inkorporiert. Diese sogenannten Mikrofilter bestehen aus einer dünnen, z. B. 1 pm dicken Membran, z. B. aus einkristallinem Silizium oder eventuell aus Diamant oder mit Diamantüberzug. Die Membran ist perforiert, die Löcher haben einen Durchmesser von z. B. 450 nm, d. h. die Membran bzw. der Mikrofilter bildet ein Sieb. Pumpt man z. B. eine Wasserprobe durch den Filter 14, werden Bakterien (z. B. 1 Mm Durchmesser) auf der Filteroberfläche zurückgehalten, wo sie anschließend detektiert werden können. Diese Mikrofilter sind in ein

Gesamtsystem eingebunden, inklusive Fluidik, Optik, Elektronik, wodurch ein Biosensorsystem entsteht, das insbesondere zur Detektion von Bakterien in Wasser verwendet werden kann. Es können aber auch andere biologische Partikel wie Sporen, Pilze, etc., detektiert werden. Neben Wasser können auch andere Fluide, wie z. B. Luft, analysiert werden.

Eine Fluidikeinrichtung 16 leitet eine fluide Probe über den Filter 14. Der Filter 14 ist als Filtermembran 18 ausgestaltet, die ein Zurückhalten der Bakterien auf dem Filter 14 nicht mehr gewährleisten kann, wenn es zu einem Bruch der Filtermembran 18 kommt. Daher muss eine Beschädigung des Filters 14 unter allen Umständen festgestellt werden. Um Risse im Filter 14 zu vermeiden, bzw. dessen Lebensdauer zu erhöhen, soll ein zu hoher Differenzdruck zwischen einem ersten Bereich 20 vor dem Filter 14 und einem zweiten Bereich 22 nach dem Filter 14 verhindert werden. Außerdem sollen Druckschwankungen nicht abrupt, sondern langsam erfolgen. Daher wird eine Pumpe 24, die die Probe durch die Fluidikeinrichtung 6 zu dem Filter 14 pumpt, über eine Differenzdruckmesseinrichtung 26 geregelt. Die

Differenzdruckmesseinrichtung weist in der gezeigten Ausführungsform zwei Drucksensoren 28, 30 auf. Der erste Drucksensor 28 ist zum Messen des Druckes im ersten Bereich 20 vor dem Filter 14 ausgestaltet, während der zweite

Drucksensor 30 zum Messen des Druckes in dem zweiten Bereich 22 nach dem Filter 14 ausgestaltet ist. Die Differenzdruckmesseinrichtung 26 bildet einen ersten Teil einer Filterüberwachungseinrichtung 32, die zur Überwachung des Filters 14 ausgestaltet ist. Bezüglich der Filtermembran 18 können beim Betrieb zwei mögliche Fehler auftreten: Die Filtermembran 18 ist verstopft oder die Filtermembran 18 ist beschädigt. Die Filterüberwachungseinrichtung 32 weist neben der

Differenzdruckmesseinrichtung 26 weiter eine Flussmengenmesseinrichtung 34 auf. Diese ist zur Messung der Flussrate durch den Filter 14 ausgestaltet, und weist einen Flusssensor 36 auf. Die Überwachung des Filters 14 kann durch gleichzeitige Messung der Flussrate und des Differenzdruckes geschehen. Dies kann durch ein weiteren Parameter, beispielsweise den Strom der Pumpe 24 bzw. deren

Leistungsverbrauch oder deren Drehmoment, ergänzt werden. Dadurch lassen sich z.B. Verstopfungen oder Teilverstopfungen des Filters 14 oder von Bereichen der Fluidikeinrichtung 16 erkennen. Bei durch Regelung der Pumpe 24 konstant gehaltener Flussrate würde sich z.B. der Differenzdruck bei zunehmender

Verstopfung erhöhen.

Das Verstopfen der Filtermembran 18 hängt beispielsweise bei Untersuchung von Trinkwasser von der Wasserqualität des untersuchten Wassers und der

Reinigungseffektivität ab. Enthält das zu untersuchende Wasser zahlreiche Partikel, ist eine Verstopfung des Filters 14 wahrscheinlicher.

Kommt es zu einer Verstopfung der Filtermembran 18, kann dies folgendermaßen festgestellt werden: Ein tangentialer Fluss über die Filteroberfläche funktioniert einwandfrei. Bei einem Fluss durch die Filtermembran 18 tritt wenigstens eine der folgenden Störungen auf:

1 . Die beiden Drucksensoren 28, 30 zeigen extrem hohen Differenzdruck an.

2. Der Flusssensor 36 zeigt keinen oder nur einen geringen Fluss an.

3. Eine Lastmesseinrichtung 38, die zur Messung der auf die Pumpe 24 wirkenden Last ausgebildet ist, zeigt an, dass die Pumpe 24 auf Volllast steht.

4. Eine in der Filterüberwachungseinrichtung 32 implementierte

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung 40, die zum Empfangen und/oder Verarbeiten von Signalen ausgebildet ist, und eine Auswerteeinrichtung 42 zum Auswerten der empfangenen Signale aufweist, kann eine Fluss- /Druckcharakteristik nicht aktualisieren oder auswerten.

Eine Beschädigung der Filtermembran 18 kann folgendermaßen festgestellt werden:

Der am meisten bevorzugte Weg, einen Riss in der Filtermembran 18 festzustellen, ist es, Sensoren auf der Oberfläche oder in der Filtermembran 18 vorzusehen. In bevorzugter Ausgestaltung sind dies Leitungspfade 44, die die aktive Oberfläche der Filtermembran 18 bedecken. Weist die Filtermembran 18 einen Bruch auf, werden auch die Leitungspfade 44 zerstört und verlieren ihre Leitfähigkeit.

Vorzugsweise ist zur Erkennung einer gerissenen Filtermembran 18 eine optische Detektionseinheit 46 vorgesehen, die die Photonenanzahl, die von einer Lichquelle 48 ausgehen, zählt. Die Lichtquelle 48 ist vor dem ersten Bereich 20 vor dem Filter 14 angeordnet, während sich die optische Detektionseinheit 46 mit dem zweiten

Bereich 22 nach dem Filter 14 befindet. Wird das Licht, das durch die Filtermembran 18 scheint, mit beispielsweise einen Photomultiplier der optischen Detektionseinheit 46 gemessen, sollte niemals eine Zunahme der Lichtintensität festgestellt werden, wenn der Filter 14 intakt ist. Nur im Falle eines Risses der Filtermembran 18 nimmt die von der optischen Detektionseinheit 46 gemessene Lichtintensität zu.

Weiter hängt die Flussrate durch den Filter 14 von vielen unterschiedlichen

Parametern ab. Wesentliche Einflussfaktoren sind unter anderem die Filterporosität, die Dicke der Filtermembran 18 und der angelegte Druck.

Ein weiteres Indiz für eine defekte Filtermembran 18 ist der Strömungswiderstand, der durch die Filtermembran 18 aufgebaut wird. Dieser Widerstand hängt unter anderem von der Porosität des Filters 14 ab. Kommt es zu einer Rissbildung, erhöht sich die Porosität schlagartig und der Strömungswiderstand nimmt ab. Die Erhöhung der Porosität wird in der bevorzugten Ausgestaltung über die Veränderung der Flussrate bzw. den Differenzdruck detektiert.

Die Filterüberwachungseinrichtung 32 weist weiter eine Spannungsmesseinrichtung 52 auf, die zum Messen einer mechanischen Spannung am Filter 14 ausgebildet ist. Sie misst die Durchbiegung bzw. die Spannungen in der Filtermembran 18. Bei mikromechanischen Filtern 14 ist dies möglich durch Integration piezoelektrischer Elemente 54 oder DMS-Sensoren, die bei Rissen in der Filtermembran 8 eine veränderte mechanische Spannung anzeigen.

Einen großen Einfluss auf die Stabilität der Filtermembran 18 hat das verwendete Material. Dies ist gekennzeichnet durch die Materialkonstanten Elastizitätmodul, Poissonzahl, d.h. Querkontraktionszahl, und Zugfestigkeit, wobei die Bruchfestigkeit der Filtermembran 18 in erster Linie von der Dicke der Filtermembran 18 abhängt. Ein weiterer Einflussfaktor ist das Seitenverhältnis der Filtermembran 18. Optimale Stabilitätswerte erhält man bei einem Seitenverhältnis von 1 zu 1 . Ein Mikrofilter besteht normalerweise immer aus der Filtermembran 18 und einer rückseitigen Stützstruktur. Da die Filtermembran 18 mit der Stützstruktur verbunden ist, bedingt diese die Abmessung der aktiven Filterfläche und somit das Seitenverhältnis der Membran. Löst man die Filtermembran 18 von der Stützstruktur ab, hat man die Möglichkeit, durch ein geeignetes Design der Vorderseite, d.h. der Filtermembran 18, das Seitenverhältnis der Filtermembran 18 unabhängig von der Stützstruktur zu gestalten. Somit kann man die Stabilitätswerte optimieren. Gleichzeitig können durch Anpassen der Rückseite, d.h. der Stützstruktur, verbesserte Flusseigenschaften verwirklicht werden.

Die Filterüberwachungssteuerungseinrichtung 40 ist zum Empfang von Signalen sowohl der Differenzdruckmesseinrichtung 26, als auch von Signalen der

Flussmengenmesseinrichtung 34, der Spannungsmesseinrichtung 52, der

Leitungspfade 44, der optischen Detektionseinheit 46 und der Lastmesseinrichtung 38 ausgebildet. Wertet die Auswerteeinrichtung 42 ein fehlerhaftes Signal in einem der zuvor genannten Bauelemente aus, ist die

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung 40 zur Ausgabe eines Abschaitbefehls für die Biosensorvorrichtung 10 ausgestaltet.

Außer bei der Detektion nur geringer Bakterienkonzentrationen können die

Sensorinformationen des Systems, d.h. Druck, Flussrate, Last, usw. zur Beurteilung des Detektionssignals in der optischen Detektionseinheit 46 herangezogen werden. Ein Alarmsignal wegen Bakterienverunreinigung des Wassers kann z.B. unterdrückt werden, wenn die Sensoren nicht eine gewisse Belegung des Filters 14 anzeigen. Die Bakterien müssen schließlich zu einer Kontamination führen. Wenn diese nicht erkennbar ist, kann von einem Fehler in der optischen Detektionseinheit 46 bzw. im Markierungsverfahren ausgegangen werden. Diese Prüfung kann vor allem dann angewendet werden, wenn das zu analysierende Medium partikelarm ist.

Die Sensorinformationen der Filterüberwachungseinrichtung 32 liefern über die Bestimmung des Verstopfens des Filters 14 Informationen über die

Parti kelbelastung des zu analysierenden Mediums. Diese Informationen lassen sich weiterverarbeiten, um z.B. eine Warnmeldung abzugeben.

Partikel in dem zu untersuchenden Medium wirken störend, unter anderem da sie die mögliche zu filtrierende Probenmenge einschränken. Eine Vorfiltration zum Aussondern großer Partikel ist manchmal nicht gewünscht, da z.B. Bakterien in

Biofilmen an größeren Partikeln anhaften und durch die Vorfiltration zurückgehalten und dadurch nicht mehr detektiert werden könnten. Eine Möglichkeit, trotz Partikel größere Volumina zu analysieren und trotzdem keine möglichen Bakterien

auszusondern, besteht darin, zwei oder mehrere Filter 14 unterschiedlicher

Porendurchmesser zu verwenden. Insbesondere kann, z.B. im Fall von Trinkwasser, die Probe durch ein Filter 14 mit 1 ,5 pm Porengröße gepumpt werden. Das den Filter 14 passierende Medium wird durch einen weiteren Filter 14 mit 450 nm

Porengröße gepumpt. Auf beiden Filtern 14 findet die Detektion statt. Das

analysierbare Probenvolumen ist größer als bei Verwendung nur eines Filters 14 mit 450 nm Porengröße, da bei dem vorgeschlagenen Verfahren die Porengröße des ersten Filters 14 deutlich größer ist und die Probe für den zweiten Filter 14 durch den ersten vorbereitet wird. Durch Verschieben auf einem Lineartisch ist es möglich, kostengünstig, ohne die Notwendigkeit eines weiteren optischen Systems, beide Filter 14 zu analysieren.

Die Detektion biologisch relevanter Partikel kann durch Lumineszenz anstelle von Fluoreszenz erfolgen. Dadurch lassen sich Störffekte wie beispielsweise

Eigenfluoreszenz von Partikeln minimieren. Anstelle der Detektion durch einen Photomultiplier oder ähnlichem zum Messen der Gesamtintensität, kann mit einem bildgebendem Verfahren, z.B. einer CCD-Kamera, auch die Oberfläche des Filters 14 abgebildet werden. Dazu kann ein optisches System zur Vergrößerung des Bildes der Filteroberfläche eingesetzt werden. Durch Daten- und Bildverarbeitung kann eine automatische Detektion der Zielorganismen erfolgen.

In der bevorzugten Ausführungsform befindet sich der Filter 4 in einer

Detektionskammer 56, die durch eine Kammerwand 58 zur Umgebung hin begrenzt ist. Die Detektionskammer 56 kann temperiert werden, insbesondere kann sie geheizt werden. Die Temperatur kann somit überwacht bzw. geregelt werden.

Um die Filtermembran 18 nach einer Analyse wieder in voller Güte verwenden zu können, sollte eine effektive Reinigungsprozedur gefunden werden. Es sollten weder bereits detektierte Bakterien noch Schmutz auf der Filteroberfläche zurückbleiben.

Daher ist in der bevorzugten Ausführungsform eine Reinigungseinrichtung 60 zum automatischen Reinigen des Filters 14 vorgesehen. Die Reinigungseinrichtung 60 weist mehrere Gefäße 62 zum Lagern von Fluiden auf. Unter anderem werden in den Gefäßen 62 auch die Reinigungsflüssigkeiten gelagert, die zum Reinigen des Filters 14 benötigt werden. Die Reinigungseinrichtung 60 ist über ein Ventil 64 mit den Gefäßen 62 verbunden. Das Ventil 64 ist derart ausgestaltet, dass es

verschiedene Gefäße 62 getrennt voneinander anwählen und mit der

Reinigungseinrichtung 60 verbinden kann. Die Pumpe 24 pumpt das angewählte Fluid aus dem Gefäß 62 zu dem Filter 14. Sie ist derart ausgestaltet, dass sie das Fluid nicht nur zum Filter 14 hinpumpen kann, sondern das ausgewählte Fluid, beispielsweise die Reinigungsflüssigkeit, auch über den Filter 14 rück-/ und querspülen kann. Die Reinigungsflüssigkeit fließt dazu über ein Flusssystem 66, das von einem

Vierwege-Doppelanwahlventil 68 kontrolliert wird. Dieses leitet das von der Pumpe 24 gepumpte Fluid entweder über einen der Drucksensoren 28, 30 auf den Filter 14, oder in einen Abfall 70. Um den Vorrat an Reinigungsflüssigkeit so gering wie möglich zu halten, ist es sinnvoll, die Reinigungsflüssigkeit in einer Recyclingeinrichtung 71 zu recyceln. Das bedeutet, Reinigungsflüssigkeit, die nach der Reinigung des Filters 14, zurück zum Vierwege-Doppelanwahlventil 68 fließt, wird in einem extra Behälter aufgefangen, hier der Abfall 70. In diesem befindet sich ein Partikelsieb, in dem die

Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden kann. Zusätzlich kann ist Aktivkohle in dem Behälter vorhanden.

In der bevorzugten Ausgestaltung wird die zur Reinigung verwendete Flüssigkeit in temperierter Form zugeführt. Dazu ist in der Reinigungseinrichtung 60 eine

Temperiereinrichtung 72 zum Temperieren der Reinigungsflüssigkeit vorgesehen. Zur Vermeidung von Überhitzung und Unterkühlung weist die Temperiereinrichtung 72 daher einen ersten Temperatursensor 74 an den Gefäßen 62 und einen zweiten Temperatursensor 76 an dem Filter 14 auf.

Zur noch besseren Reinigung des Filters 14 weist die Reinigungseinrichtung 60 weiter einen Schallgenerator, bevorzugt eine Ultraschalleinheit 78 bevorzugt eine Megaschalleinheit 80 zum Beaufschlagen von Megaschall auf den Filter 14 auf. Mit diesem Schallgenerator 82 wird Megaschall erzeugt, der eine Kavitation hervorruft, mit der es möglich ist, die Filteroberfläche effektiv zu reinigen.

Zusätzlich ist auch der Filter 14 als Schallgenerator 82 ausgebildet. Er ist aus einem piezoelektrischen Material gebildet und weist Elektroden, die als

Interdigitalelektroden ausgestaltet sind, zum Anregen des piezoelektrischen

Materials auf. Eine Passivierungsschicht 88 schützt das piezoelektrische Material vor äußeren Einflüssen, die es zerstören könnten.

Zur noch besseren Reinigung weist die Reinigungseinrichtung 60 eine EHD-Einheit 90 auf, die eine elektrohydrodynamische Atomisierung der Reinigungsflüssigkeit durchführt und damit den Filter 14 reinigt. Die EHD-Einheit 90 weist eine Kapillare 92 auf, die die Reinigungsflüssigkeit aus einem der Gefäße 62 in die EHD-Einheit 90 leitet. Durch Beaufschlagung von Druck auf die Reinigungsflüssigkeit wird diese in die Kapillare 92 eingebracht und durch diese hindurch geleitet und in ein

elektrostatisches Feld 94 am Ende der Kappillare 92 eingebracht, das von einem elektrischen Kontakt 96 erzeugt wird. Aus der Reinigungsflüssigkeit bilden sich Nanotröpfchen, die auf dem Filter 14 beaufschlagt werden, und den Filter 14 somit reinigen. Um eine noch bessere Reinigungswirkung der Reinigungseinrichtung 60 zu erzielen, sind Elektrochemiereinigungseinrichtungen zur elektrochemischen Reinigung des Filters 14 vorgesehen. Die Elektrochemiereinigungseinrichtung 100 ist zur

Durchführung einer Elektrophorese oder einer Elektroosmose oder einer Elektrolyse ausgebildet. Sie weist Elektroden 102 auf, die in besonderer Ausgestaltung auf dem Filter 14 als Interdigitalelektroden ausgebildet sind. Die Interdigitalelektroden sind aus Platin gebildet, da dies besonders widerstandsfähig gegenüber äußeren

Einflüssen ist.

Um die verschiedenen Reinigungsmöglichkeiten der Reinigungseinrichtung 60 zu steuern, ist eine Reinigungssteuerungseinrichtung 104 vorgesehen, die die einzelnen Reinigungsprozesse aktivieren und deaktivieren kann. Sie kann z. B. gleichzeitig die Ultraschalleinheit und die Pumpe 14 aktivieren, während die EHD- Einheit 90 und die Elektrochemiereinigungseinrichtung 100 deaktiviert sind. Auch andere Kombinationen der Reinigung sind möglich.

Die Reinigungssteuerungseinrichtung 104 wird über die

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung 40 aktiviert. Wenn die

Filterüberwachungssteuerungseinrichtung 40 erkannt hat, dass der Filter 14 einer Reinigung bedarf, z. B. weil er verstopft ist, gibt sie ein Signal an die

Reinigungssteuerungseinrichtung 104, die dann die dementsprechenden

Reinigungsprozesse startet. Bei der Detektion in der Biosensorvorrichtung 10 als auch bei der Reinigung wirken sich Blasen in der Reinigungsflüssigkeit negativ aus. Daher ist in der Fluidikeinrichtung 16 ein Luftblasensensor 106 vorgesehen, der das Auftreten von Blasen erkennt und eine Meldung ausgibt, damit diese Blasen entfernt werden können.

Die Biosensorvorrichtung 10 ist zur Entnahme einer Probe aus der Wasserleitung durch die Probennahmevorrichtung 108 ausgebildet. Diese ist derart ausgestaltet, dass sie Probenmaterial direkt aus einer Leitung entnehmen kann, und weist dazu vorzugsweise einen Druckminderer 1 10 auf.

Fig. 2 zeigt eine Übersichtsdarstellung, in der die Probennahmevorrichtung 108 gezeigt ist. Sie weist einen Bypass 1 12 auf, der das Ausleiten der Probe, hier des Trinkwassers, direkt aus der Leitung 1 14 möglich macht. Die

Probennahmevorrichtung weist eine Ausleit-/Durchleitvorrichtung 1 16 auf, die permanent Probenmaterial aus der Leitung 1 14 in die Biosensorvorrichtung 10 ausleitet. Gleichzeitig leitet sie permanent Probenmaterial durch die

Probennahmevorrichtung 108 in die Detektionskammer 56 und durch ein

Mehrwegeventil 1 18. Von diesen Mehrwegeventil 1 18 kann das abgeleitete Wasser entweder wieder in die Leitung 1 14 zurückgeleitet werden oder dem Abfall 70 zugeführt werden. Der Bypass 1 12 weist den Druckminderer 1 10 auf, der schaltbar ist, und der derart geschaltet werden kann, dass er entweder den Fluss des

Probenmaterials durch die Probennahmevorrichtung 108 konstant hält, oder den Fluss untersagt. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn in der Detektionskammer 56 eine Messung durchgeführt wird. Ein Fluss des Probenmaterials durch die

Detektionskammer 56 würde sich dabei nur störend auswirken, weshalb der Fluss während dieser Zeit untersagt werden muss. Bei der Detektion ist es vorteilhaft, dass die Detektionskammer 56 einen separaten Reaktor 120 aufweist, in dem das Probenmaterial vorgefärbt wird. Dadurch wird die Reaktion der Sonden mit den Bakterien vereinfacht, und eine schnellere Detektion auf der Filtermembran 18 wird ermöglicht. Die Probennahmevorrichtung 108 ist über die Fluidikeinrichtung 16 mit der Detektionskammer 56 verbunden. Über die Fluidikeinrichtung 16 können die Reaktionsflüssigkeiten aus den Gefäßen 62 mittels des Ventils 64 in die

Detektionskammer 56 eingebracht werden. Eine zusätzlich eingebrachte Pumpe 122 ist zum Auspumpen des Probenmaterials aus der Detektionskammer 56 in den Abfall 70 vorgesehen. Nach einer Messung muss ein gewisses Spülvolumen über das Mehrwegeventil 1 18 in den Abfall 70 geleitet werden, um eine Verunreinigung des Trinkwassers mit Prozessflüssigkeiten zu verhindern.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausgestaltung, in der die Zuleitung zu der Biosensorvorrichtung 10 reinigbar ist. Nach der Trinkwasserverordnung bzw. nach DIN EN ISO 19458 ist vorgesehen, dass die Wasserprobe möglichst direkt zum Analysenelement, also zum Filter 14 gelangen soll, um Kontaminationen durch Keime, die nicht in der eigentlichen Probe sondern in beispielsweise den

Schläuchen vorhanden sind, zu vermeiden. Sämtliche Probennahmegefäße müssen keimfrei sein. Eine erste Möglichkeit eine Kontamination zu verhindern, ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Ein Schaltventil 124 wird im Normalbetrieb der

Biosensorvorrichtung 10, der in Fig. 3 dargestellt ist, derart geschaltet, dass das Probenmaterial an der Fluidikeinrichtung 16 und damit an der Detektionskammer 56 vorbeigeleitet wird. Gleichzeitig kann die Biosensorvorrichtung 10 und insbesondere die Fluidikeinrichtung 16 mittels geeigneter Desinfektionsmittel keimfrei gehalten werden. Bei einer Probennahme, die in Fig. 4 dargestellt ist, wird das Schaltventil 124 derart geschaltet, dass das Probenmaterial der Fluidikeinrichtung 16 und damit der Detektionskammer 56 zugeleitet wird. Das Probenmaterial durchströmt dabei ausschließlich zuvor desinfizierte Fluidikelemente, bevor es zum Filter gelangt. Wie der Filter 14 direkt in eine von der Probe durchströmte Leitung 126 eingebracht werden kann, ist in Fig. 5 in vier Schritten dargestellt. Dabei weist die

Probennahmevorrichtung 108 eine Dreheinrichtung 128 auf. Diese hat vier verschiedene Positionen, die durch Drehen der Dreheinrichtung 128 in die Leitung 126 eingebracht werden können. In dem ersten Schritt 130 wird eine

Aufnahmeposition für den Filter 14 in die Leitung 126 eingedreht. Damit befindet sich der Filter 14 direkt im Trinkwasserstrom und kann biologische Partikel einfangen. Mit den weiteren Schritten 132 bis 136 wird der Filter 14 zu verschiedenen Positionen hingedreht, an welchen verschiedene Prozesse stattfinden können, beispielsweise die Sichtbarmachung der Bakterien in Schritt 132, der Detektionsschritt in Schritt 134 und der Wasch schritt in Schritt 136.

Die Dreheinrichtung 128 ist derart ausgestaltet, dass sie für jeden dieser Schritte 130 bis 136 einen Durchläse 138 aufweist, der bei der Stellung der Dreheinrichtung 128 in die Leitung 126 eingedreht wird. So ist ein permanenter, ungestörter

Weiterfluss des Trinkwassers gewährleistet.

Um zu vermeiden, dass im Störfall der Biosensorvorrichtung 10 Trinkwasser in der Leitung 1 14 durch beispielsweise Reaktionsflüssigkeiten oder ähnliches kontaminiert wird, ist eine Sicherheitseinrichtung in Form eines Rückschlagventils vorgesehen. Damit kann kein bereits abgeleitetes Wasser wieder zurück in die Leitung 1 14 fließen und das Trinkwasser damit kontaminieren.

Die Biosensorvorrichtung 10 und ihre Komponenten sind thermisch isoliert und weisen Temperatursensoren 74, 76 zur Kontrolle der Temperatur der Reinigungsund Reaktionsflüssigkeiten auf. Sämtliche Fluide sowie das Gesamtsystem und die Komponenten in der Biosensorvorrichtung 10, genauso wie die Detektionskammer 56 und sämtliche Zuleitungen werden temperiert. In der Detektionskammer kann eine Probe untersucht werden, nachdem die Probe aus einer Wasserleitung entnommen worden ist, wobei bei Bedarf ein

Druckminderer 1 10 eingesetzt wird. Besonders vorteilhaft ist das Vorhandensein eines Rückschlagventils, das im Störfall die Kontamination des Trinkwassers verhindert.

Das Gesamtsystem wird überwacht durch die Messung der Druckdifferenz über dem Filter 14, insbesondere über zwei Drucksensoren 28, die in der Detektionskammer 56 integriert sind. Dadurch werden Messfehler durch einen Druckabfall zwischen der Filteroberfläche und der Messstelle außerhalb der Detektionskammer 56 vermieden.

Weiter wird das System über den Flusssensor 36, der nach der Pumpe 24 geschaltet ist, überwacht.

Überall in der Biosensorvorrichtung 10, im Gehäuse, in der Detektionskammer 56, im Fluidiksystem 16 sind Temperatursensoren vorhanden, die eine optimale

Temperierung von Reagenzien, Medien und Komponenten ermöglichen und die Überhitzung sowie eine zu geringe Temperatur vermeiden.

Weiter ist ein Luftblasensensor 106 vorgesehen, der Blasen in der Fluidikeinrichtung 16 erkennen und melden kann. Bezugszeichenliste

10 Biosensorvorrichtung

12 Detektionseinrichtung

14 Filter

16 Fluidikeinrichtung

18 Filtermembran

20 erster Bereich

22 zweiter Bereich

24 Pumpe

26 Differenzdruckmesseinrichtung

28 erster Drucksensor

30 zweiter Drucksensor

32 Filterüberwachungseinrichtung

34 Flussmengenmesseinrichtung

36 Flusssensor

40 Filterüberwachungssteuerungseinrichtung

42 Auswerteeinrichtung

44 Leitungspfade

46 optische Detektionseinheit

48 Lichtquelle

52 Spannungsmesseinrichtung

54 piezoelektrische Elemente

56 Detektionskammer

58 Kammerwand

60 Reinigungseinrichtung

62 Gefäße

64 Ventil

66 Flußsystem

68 Vierwege-Doppelanwahlventil

70 Abfall

71 Recyclingeinrichtung

72 Temperiereinrichtung

74 erster Temperatursensor 76 zweiter Temperatursensor

78 Ultraschalleinheit

80 Megaschalleinheit

82 Schallgenerator

88 Passivierungsschicht

90 EHD-Einheit

92 Kapillare

94 elektrostatisches Feld

96 elektrischer Kontakt

100 Elektrochemiereinigungseinrichtung

104 Reinigungssteuerungseinrichtung

106 Luftblasensensor

108 Probennahmevorrichtung

1 10 Druckminderer

1 12 Bypass

1 14 Leitung

1 16 Ausleit-/Durchleitvorrichtung

1 18 Mehrwegeventil

120 Reaktor

122 Pumpe

124 Schaltventil

126 Leitung

128 Dreheinrichtung

130 Schritt 1

132 Schritt 2

134 Schritt 3

136 Schritt 4

138 Durchlass