Vorrichtung zur Filtration von Blut

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Manipulation, insbesondere Filtration, einer flüssigen Probe, insbesondere Blut, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 5.

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Manipulation bzw. Filtration einer flüssigen Probe. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine biologische Probe oder Probenflüssigkeit, insbesondere um Blut o.dgl. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Filtration einer partikelhaltigen Lösung (Suspension), wie Blut oder einer sonstigen menschlichen oder tierischen Körperflüssigkeit.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit fluidischen Vorrichtungen, die ein mikrofluidisches System enthalten oder bilden. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich daher vorzugsweise auf Vorrichtungen, bei denen Kapillarkräfte wirken und insbesondere für die Funktion wichtig oder maßgeblich sind.

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen Blut mittels einer flächigen Trenn- einrichtung (Membran) gefiltert wird. Das Filtrat bzw. Permeat wird in einer sich flachseitig an die Trenneimichtung anschließenden Kammer aufgenommen und seitlich über einen Kanal abgeführt. Solche Vorrichtungen zur Bluttrennung sind beispielsweise aus der WO 2005/1 1921 1 A I und der WO 2009/106331 A2 bekannt.

Die Bluttrennung kann durch Ausüben eines Drucks, insbesondere Anlegen eines Unterdrucks, beschleunigt werden. Dies ist unter anderem in der EP 1 421 993 AI offenbart, die den nächstliegenden Stand der Technik bildet. Die EP 1 421 993 AI offenbart eine Vorrichtung zur Bluttrennung, wobei ein Träger aus einem Transportvlies, z.B. aus Glasfasern, in einem Bluttrennbereich mit einem Tennvlies versehen wird. Das Trennvlies bildet einen Filter bzw. eine Trermeinrichtung zur Abtrennung von Blutbestandteilen. Die Bluttrennung erfolgt durch Kapillarkräfte, wobei unterstützend beispielsweise ein Unterdruck angelegt werden kann. Eine technische Realisierung zur Erzeugung des Unterdrucks wird jedoch nicht angegeben. Nach der Bluttrennung wird das abgetrennte Blutplasma dem Transportvlies durch Auspressen entnommen. Bedarfsweise kann der Bereich des Trägers mit dem Trennvlies von dem sonstigen Träger separiert werden, um eine potentielle Verunreinigung des Blutplasmas durch Blutzellen zu verhindern. Nachteilig ist hier, dass eine relativ Undefinierte und langsame Bluttrennung und Weiterleitung des abgetrennten Blutplasmas in ein Vlies erfolgt. Weiter ist nachteilig, dass eine separate Einrichtung zum Auspressen zur Entnahme des abgetrennten Blutplasmas erforderlich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Manipulation, insbesondere Filtration, einer flüssigen Probe, wie Blut, anzugeben, wobei eine optimierte bzw. definierte Manipulation, insbesondere Filtration, ein kompakter Aufbau der Gesamtanordnung und/oder eine definierte bzw. einfache Ausgabe der manipulierten bzw. gefilterten Probe ermöglicht wird bzw. werden.

Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Vorrichtung mit einer Fördereinrichtung zur Erzeugung von Unterdruck und/oder Überdruck zur Förderung der Probe zu versehen. Dies gestattet eine definierte oder schnelle Manipulation, insbesondere Filtration, der Probe. Die Fördereinrichtung ist vorzugsweise an einem Träger angeordnet oder davon gebildet, der ein fluidisches System für die Probe bildet. Dies gestattet einen sehr einfachen und/oder kompakten Aufbau.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Trenneinrichtung für die Probe auf, wobei die Trenneimichtung an einem ersten Bereich des Trägers angeordnet ist. Die Förderreinrichtung ist vorzugsweise separat davon bzw. in einem zweiten Bereich des Trägers angeordnet, wobei die beiden Bereiche vorzugsweise voneinander trennbar sind. Dieser zweite Bereich des Trägers umfasst vorzugsweise auch ein Reservoir für die manipulierte bzw. gefilterte Probe. Durch das Abtrennen des ersten Trägerbereichs mit der Trenneimichtung kann eine einfache und raumsparende Lagerung der in dem zweiten Trägerbe- reich aufgenommenen Probe erfolgen. Alternativ oder zusätzlich erleichtert dies die Ausgabe der im zweiten Trägerbereich aufgenommenen Probe, insbesondere mittels der Fördereinrichtung.

Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung sowohl zur Erzeugung eines Unterdrucks, insbesondere zur Bewirkung, Beschleunigung oder Unterstützung der Filtration, als auch zur Erzeugung eines Überdrucks, insbesondere zur Ausgabe der gefilterten Probe, ausgebildet. Die Fördereinrichtung ist vorzugsweise also beispielsweise sowohl zur Aufnahme der Probe als auch zur Abgabe der Probe einsetzbar, weist insbesondere also eine Doppelfunktion auf. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auch unabhängig von der Abtrennbarkeit des ersten Trägerbereichs bzw. mit der Trenneinrichtung realisierbar.

Ein weiterer, ebenfalls unabhängig realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, dass die Fördereinerichtung einen Verformungsbereich einer Abdeckung des Trägers mit dem fluidischen System für die Probe umfasst, wobei der Verformungsbereich flexibel verformbar ist, um einen Unterdruck und/oder Überdruck zu erzeugen und/oder um die Probe zu fördern. Dies gestattet einen sehr einfachen und/oder kompakten Aufbau. Des Weiteren wird eine sehr einfache Betätigung, beispielsweise durch einen Finger bzw. eine Fingerkuppe eines Bedieners o.dgl., ermöglicht.

Besonders bevorzugt ist der Verformungsbereich ebenso wie die sonstige Abdeckung des Trägers von einer Folie gebildet, die insbesondere in dem Träger gebildete Vertiefungen, Kanäle o.dgl. zur Bildung des fluidischen Systems abdeckt. Dies gestattet einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau.

Der Träger weist vorzugsweise eine flache bzw. schalenartige Vertiefung oder Ausnehmung auf, um eine Verformung des Verformungsbereichs in den Träger hinein zu ermöglichen. Die Vertiefung bzw. Ausnehmung steht vorzugsweise über einen Kanal o.dgl. mit dem fluidischen System bzw. der Probe in Verbindung.

Alternativ kann die Abdeckung oder der Verformungsbereich auch separat von der sonstigen Abdeckung und/oder stopfenartig ausgebildet sein und/oder einen Kolben aufweisen oder bilden. Die Abdeckung bzw. der Verformungsbereich überdeckt wiederum eine vorzugsweise zylindrische Vertiefung oder Ausnehmung des Trägers und ist zur Erzeugung eines Unterdrucks bzw. Überdrucks in der Ausnehmung, in diese hinein und/oder aus dieser heraus - besonders bevorzugt quer zur Flächenerstreckung des Trägers oder der Abdeckung - bewegbar, beispielsweise mittels eines vorzugsweise angeformten Betätigungselements, wie einer Lasche, Öse o.dgl. Dies gestattet auch eine einfache Realisierung. Des Weiteren kann hier eine sehr einfache Betätigung der Fördereinrichtung, insbesondere über Manipuliereinrichtung o.dgl., besonders bevorzugt auch automatisiert oder selbsttätig erfolgen bzw. realisiert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1A einen schematischen Schnitt einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 1B eine ausschnittsweise Vergrößerung von Fig. 1A;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Trägers der vorschlagsgemäßen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform; und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt eines Teils einer vorschlagsgemäßen

Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.

Fig. 1A zeigt in einem schematischen Schnitt eine vorschlagsgemäße Vorrichtung 1 zur Manipulation und insbesondere Filtration einer flüssigen Probe 2. Insbesondere handelt es sich bei der Probe 2 um eine partikelhaltige Lösung bzw. Suspension. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine biologische Probe 2. Beim Darstellungsbeispiel handelt es sich insbesondere um Blut oder eine sonstige menschliche oder tierische Körperflüssigkeit. Jedoch können auch sonstige Flüssigkeiten bzw. Suspensionen o.dgl. als Probe 2 manipuliert bzw. filtriert werden.

Auch wenn die Vorrichtung 1 besonders bevorzugt einer Filtration der Probe 2 dient, ist dies nicht zwingend. Vielmehr kann alternativ oder zusätzlich jede sonstige Manipulation erfolgen, beispielsweise ein Mischen mit einem Reagenz, einem Lösungsmittel o.dgl., oder eine sonstige Behandlung oder Untersuchung der Probe 2.

Die Vorrichtung 1 weist einen Träger 3 auf, der ein fluidisches System 4 bildet oder aufweist. Insbesondere ist das fluidische System 4 zumindest teilweise oder vollständig von oder in dem Träger 4, ggf. zusammen mit einer Abdeckung 5 gebildet. In Fig. 2 ist der Träger 3 in einer schematischen perspektivischen Ansicht gezeigt.

Die Vorrichtung 1 weist vorzugsweise eine dem Träger 3 zugeordnete Abdeckung 5 auf, die vorzugsweise das fluidische System 4 zumindest teilweise abdeckt. Insbesondere deckt die Abdeckung 5 im Träger 3 gebildete Vertiefungen, Rillen o.dgl. - vorzugsweise flüssigkeitsdicht und insbesondere auch gasdicht - ab, die zumindest Teile des fluidischen Systems 4 bilden.

Die Abdeckung 5 ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen glatt, eben, elastisch verformbar, und/oder folienartig ausgebildet. Insbesondere handelt es sich um eine Kunststofffolie o.dgl.

Die Abdeckung 5 ist vorzugsweise auf einer Flachseite des Träger 3 angeordnet oder aufgebracht, beispielsweise durch Kleben, Siegeln, insbesondere Heißsiegeln, Schweißen o.dgl.

Beim Darstellungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 bzw. der Träger 3 bzw. das fluidische System 4 vorzugsweise einen Aufnahmekanal 4A für die vorzugsweise gefilterte Probe 2 bzw. das Permeat, ein daran angeschlossenes Reservoir 4B zur vorzugsweise temporären Aufnahme der vorzugsweise gefilterten Probe 2 bzw. des Permeats und/oder einen Verbindungskanal 4C auf, wie in der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 2 angedeutet.

Die Vorrichtung 1 weist vorzugsweise eine in Fig. 1A gezeigte Trenneimich- tung 6 zur Filtration der Probe 2 bzw. Abtrennung von Bestandteilen oder Partikeln aus der Probe 2 auf. Die Trenneinrichtung 6 ist vorzugsweise auf dem Träger 3, insbesondere in einem ersten Trägerbereich 3A, angeordnet und/oder fest damit verbunden.

Die Trenneimichtung 6 weist vorzugsweise ein flächiges Filterelement 6A, beispielsweise eine Membran o.dgl., als Hauptfilter zur Abtrennung von Bestandteilen, wie Partikeln, Zellen o.dgl., aus der Probe 2 auf. Beispielsweise kann das Filterelement durch eine Membran, wie in der WO 2009/106331 A2 beschrieben, gebildet oder damit versehen sein.

Die Trenneimichtung 6 bzw. Filtration ist beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise mehrstufig bzw. mehrschichtig aufgebaut. Dies ist detaillierter in Fig. 1B dargestellt, die eine Vergrößerung von Fig. 1A im Bereich der Trenneinrichtung 6 zeigt. Insbesondere weist die Trenneinrichtung 6 ein weiteres, flächiges Filterelement 6B als einen (ersten) Vorfilter und optional auch noch ein zusätzliches, vorzugsweise flächiges Filterelement 6C als einen zweiten Vorfilter auf. Die Filterelemente 6A, 6B und 6C sind vorzugsweise unmittelbar übereinander geschichtet bzw. flachseitig aufeinander gelegt.

Der Hauptfilter und die optionalen Vorfilter bzw. die Filterelemente 6A, 6B und 6C sind vorzugsweise in einem Gehäuse 6D der Trenneinrichtung 6 untergebracht. Das Gehäuse 6D ist vorzugsweise fest am Träger 3 bzw. dessen Trägerbereich 3A befestigt, insbesondere durch Kleben, Heißsiegeln, Verschweißen o.dgl. Die Abdeckung 5 erstreckt sich vorzugsweise nicht unter den Filter bzw. die Filterelemente 6A, 6B, 6C, kann sich aber ggf. etwas unter das Gehäuse 6D erstrecken.

Beim Darstellungsbeispiel ist die Trenneimichtung 6 bzw. deren Filter zusätzlich auf dem Träger 3 aufgebracht. Jedoch kann die Trenneinrichtung 6 bzw. deren Filter bedarfsweise auch in den Träger 3 integriert sein, insbesondere in einer entsprechenden Ausnehmung oder Vertiefung im Träger 3 aufgenommen sein.

Der Hauptfilter und die optionalen Vorfilter bzw. die Filterelemente 6A, 6B und 6C werden vorzugsweise von einem optionalen Niederhalter 6E flach, insbesondere am oder gegen den Träger 3 bzw. dessen zugewandte Oberfläche gehalten. Der Niederhalter 6E greift auf der dem Träger 3 abgewandten Flachseite der Filterelemente 6A, 6B und 6C, insbesondere hier an dem äußeren Filterelement 6C, also an der Aufnahmeseite des Filters, insbesondere gitterartig, rippenartig oder speichenartig an bzw. liegt derart auf der Flachseite des Filters, hier des äußeren Filterelement 6C, auf, dass die Probe 2 sich gleichmäßig auf dem Filter (hier dem Filterelement 6C) verteilen und/oder leicht bzw. großflächig darin eindringen kann. Der Niederhalter 6E ist beispielsweise klemmend oder auf sonstige geeignete Weise in dem Gehäuse 6D aufgenommen. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich, um den Filter bzw. die Filterelemente 6A, 6B und 6C in geeigneter Weise aufzubauen, vorzuspannen, zu halten und/oder zu sichern.

Aufgrund der vorgenannten oder einer sonstigen geeigneten Konstruktion des Niederhalters 6E kann die in der Darstellung gemäß Fig. 1 1 bereits aufgenommene Probe 2, beispielsweise ein Bluttropfen, sich gleichmäßig auf dem Filter bzw. dem oberen Filterelement 6C, verteilen und in den Filter bzw. hier die Filterelemente 6C, 6B und 6A der Reihe nach eindringen.

Die Trenneimichtung 6 bzw. das Gehäuse 6D bzw. die davon gebildete Probenaufnahme ist vorzugsweise durch einen Deckel 6F abdeckbar. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 1 bzw. Trenneinrichtung 6 mit aufgesetztem Deckel 6F. Die Trenneinrichtung 6 bzw. das Gehäuse 6D ist vorzugsweise mit einer Belüftung versehen, die hier durch eine Belüftungsöffnung 6G, beispielsweise im Deckel 6F, gebildet ist. Durch die Belüftung wird insbesondere beim Eindringen der Probe 2 in den Filter bzw. Träger 3 bzw. das fluidische System 4 das Auftreten eines Unterdrucks auf der Aufnahmeseite des Filters in der Trenneinrichtung 6 vermieden, da ein solcher Unterdruck der gewünschten schnellen bzw. leichten Filtration entgegenwirken würde. Um ein Austreten der Probe 2 durch die Belüftungsöffnung 6G ausschließen zu können, kann ein Stoppelement 6H, beispielsweise eine Membran, eine Abdeckung o.dgl., der Belüftungsöffnung 6G zugeordnet sein, wie in Fig. 1 angedeutet.

Die Feinheit der Filterelemente 6A, 6B und 6C bzw. die Porengröße nimmt vorzugsweise zum Träger 3 hin zu bzw. ab. Insbesondere filtert der Hauptfilter bzw. das Filterelement 6A die kleinsten Partikel, Zellen o. dgl. die abgetrennt werden sollen, aus der Probe 2.

Die Probe 2 wird vorzugsweise (auch) durch Kapillarkräfte im Filter aufgenommen und/oder gefiltert bzw. durch den Filter geleitet.

Die gefilterte Probe 2 bzw. das Permeat wird von dem Träger 3 bzw. dem fluidischen System 4, insbesondere dem sich bis unter die Trenneinrichtung 6 bzw. den Filter erstreckenden Aufnahmekanal 4A aufgenommen und abgeleitet. Um diese Aufnahme zu erleichtern, ist der Träger 3 vorzugsweise mit einer geeigneten Struktur, zusätzlichen Ableitkanälen 4D, die hier beispielsweise ringartig verlaufen, wie in Fig. 2 angedeutet, o.dgl. versehen.

Die Aufnahme der (gefilterten) Probe 2 in das fluidische System 4 bzw. den Aufnahmekanal 4A und das Reservoir 4B erfolgt vorzugsweise (auch) durch Kapillarkräfte.

Die gefilterte Probe 2 fließt dann durch den Aufnahmekanal 4A in das Reservoir 4B. Jedoch kann die gefilterte Probe 2 auch einem sonstigen Untersuchungsbereich, Behandlungsbereich o.dgl. zugeleitet werden.

Die Vorrichtung 1 weist eine Fördereinrichtung 7 zur Erzeugung eines Unterdrucks und/oder Überdrucks bzw. zur Förderung der Probe 2 auf.

Die Fördereinrichtung 7 dient insbesondere einer Bewirkung, Beschleunigung oder Unterstützung der Manipulation der Probe 2, insbesondere der Filtration, und/oder der späteren Ausgabe der gefilterten Probe 2, hier aus dem Reservoir 4B. Besonders bevorzugt unterstützt die Fördereinrichtung 7 die bei der Filtration und der Aufnahme der (gefilterten) Probe 2 in das fluidische System 4 wirkenden Kapillarkräfte, so dass generell die Manipulation und hier insbesondere die Filtration und Aufnahme der Probe 2 unterstützt wird. Jedoch kann die Fördereinrichtung 7 bzw. der von Ihr erzeugte Unterdruck und/oder Überdruck die Manipulation der Probe 2, insbesondere die Filtration und/oder Aufnahme der Probe 2, auch maßgeblich oder ausschließlich bewirken.

Die Fördereinrichtung 7 umfasst beim Darstellungsbeispiel einen Verformungsbereich 5A, der insbesondere von der Abdeckung 5 gebildet wird bzw. einstückig damit ausgebildet ist. Der Verformungsbereich 5A ist über einer Vertiefung oder Ausnehmung 7A angeordnet, die beim Darstellungsbeispiel insbesondere im Träger 3 gebildet ist.

Die Fördereimichtung 7 bzw. Vertiefung 7A ist vorzugsweise über den Verbindungskanal 4C an das fluidische System 4 bzw. das Reservoir 4B angeschlossen.

Im nicht verformten Zustand bzw. Ausgangszustand überspannt der Verformungsbereich 5A die Vertiefung 7A beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise zumindest im Wesentlichen flach und/oder eben. Der Verformungsbereich 5A ist vorzugsweise verformbar, insbesondere um einen Unterdruck und/oder Überdruck zu erzeugen und/oder um die Probe 2 zu fördern. Besonders bevorzugt ist der Verformungsbereich 5A elastisch verformbar und versucht nach einer Verformung durch elastische Rückstellkräfte in die Ausgangslage zurückzukehren. Die Abdeckung 5 ist vorzugsweise aus einer elastisch verformbaren Folie o.dgl. gebildet. Weiter kann die Abdeckung 5 bzw. der Verformungsbereich 5A auch vorgespannt sein.

Zum Betätigen der Fördereimichtung 7 bzw. zum Erzeugen eines Unterdrucks oder Überdrucks wird der Verformungsbereich 5 verformt. Dieser verformte Zustand ist in Fig. 1A gestrichelt angedeutet. Das Betätigen der Fördereinrichtung 7 bzw. Verformen des Verformungsbereichs 5A erfolgt vorzugsweise manuell, insbesondere mit einem Daumen oder sonstigen Finger eines nicht dargestellten Benutzers, oder auf sonstige geeignete Art und Weise.

Die Fördereinrichtung 7 weist vorzugsweise eine Entlüftungseinrichtung 7B auf, die beim Darstellungsbeispiel insbesondere eine Entlüftung s Öffnung 7C, hier im Boden der Ausnehmung 7A bzw. im Träger 3, und ein zugeordnetes Ventil 7D zum Verschluss der Entlüftungsöffnung 7C aufweist. Die Entlüf- tungseinrichtung 7B bzw. Entlüftungsöffnung 7C verhindert, dass beim Eindrücken bzw. das Verformen des Verformungsbereichs 5A in die Ausnehmung 7A hinein (der in die Ausnehmung 7A hinein verformte Zustand ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet) ein unerwünschter Überdruck in der Ausnehmung 7A erzeugt wird, da ein solcher Überdruck der gewünschten Strömungsrichtung der Probe 2 durch die Trenneinrichtung 6 in das fluidische System 4, insbesondere in das Reservoir 4B, entgegenwirken würde. Stattdessen kann verdrängte Luft über die Entlüftungseinrichtung 7B bzw. Entlüftungsöffnung 7C entweichen.

Beim Darstellungsbeispiel wird die Entlüftungseimichtung 7B bzw. das Ventil 7D insbesondere zum Ende des Verformens bzw. Eindrückens des Verformungsbereichs 5A in die Ausnehmung 7A hinein geschlossen, insbesondere durch das Verformen des Verformungsbereichs 5A bzw. manuell. Beim Darstellung sbeispiel erfolgt dies insbesondere dadurch, dass der Verformungsbereich 5 A auf dem Ventil 7D zur Anlage kommt, wobei das Ventil 7D dann geschlossen wird. Dies erfolgt hier aufgrund des Drucks der zur Verformung des Verformungsbereichs 5A insbesondere von einem nicht dargestellten Benutzer, beispielsweise mittels eines Daumens oder sonstigen Fingers, oder mittels eines sonstigen Gegenstands, wie eines Werkzeugs oder Stempels o.dgl., ausgeübt wird.

Es ist alternativ auch möglich, dass das Ventil 7D selbsttätig schließt, beispielsweise wenn ein Unterdruck in der Ausnehmung 7A entsteht bzw. Luft von außen durch die Entlüftungsöffnung 7C in die Ausnehmung 7A zu strömen beginnt. Dies passiert nämlich, wenn der Verformungsbereich 5A nach dem Verformen - insbesondere aufgrund elastischer Rückstellung - wieder in seinen ursprünglichen, nicht verformten Zustand zurückzukehren beginnt.

Der verformte bzw. eingedrückte Verformungsbereich 5A (dieser Zustand ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet) versucht nach dem Loslassen bzw. Freigeben, insbesondere aufgrund elastischer Rückstellung und/oder unter Einwirkung eines sonstigen Rückstell- oder Federelements (nicht dargestellt), in seine nicht verformte Ausgangslage zurückzukehren. Hierdurch wird in der Ausnehmung 7A ein Unterdruck erzeugt, da das Ventil 7D bzw. die Entlüftungseinrichtung 7B geschlossen ist bzw. bleibt oder schließt. Dementsprechend wird das fluidische System 4, das an die Ausnehmung 7A fluidisch angeschlossen ist, hier über den Verbindungskanal 4C, unter Unterdruck gesetzt. Dieser Unterdruck bewirkt, dass die Probe 2 angesaugt wird bzw. in das fluidische System 4 bzw. das Reservoir 4B gesaugt wird. Dadurch wird die Probe 2 durch den Filter bzw. die Trenneinrichtung 6 gesaugt bzw. die Filtration unterstützt und insbesondere wesentlich beschleunigt.

Das Volumen der Fördereinrichtung 7 (Volumen der Ausnehmung 7A und/oder der möglichen oder zu erwartenden Verformung des Verformungsbereichs 5A) ist vorzugsweise derart gewählt, dass es wesentlich größer, insbesondere mindestens um 50 %, vorzugsweise um mindestens 80 %, als das Volumen der Probe 2 ist, das von der Trenneinrichtung 6, genauer gesagt deren Filter, und von dem fluidischen System 4 bzw. dem Reservoir 4B, aufgenommen werden soll. Es kann zur Auslegung der Vorrichtung 1 auch vorgesehen sein, dass das vorgenannte Volumen der Fördereinrichtung 7 (Volumen an Luft, die beim Eindrücken bzw. Verformen aus der Ausnehmung 7A verdrängt wird) mindestens um den Faktor 2, besonders bevorzugt etwa um den Faktor 3 oder mehr, größer als das aufzunehmende Volumen der Probe 2 oder des Reservoirs 4B ist. Hierdurch kann ein auch insbesondere zum Ende der Filtration hin relativ hoher Unterdruck sichergestellt werden, wodurch eine insgesamt sehr schnelle Filtration erreichbar ist. Dies gilt vorzugsweise auch entsprechend, wenn der Verformungsbereich 5A beispielsweise nach außen verformt und dadurch gespannt wird, um einen Unterdruck zu erzeugen oder bei der Rückstellung einen Überdruck zu erzeugen. Weiter gilt dies vorzugsweise auch für jede sonstige Manipulation der Probe 2, also auch wenn keine Filtration, sondern nur eine sonstige Behandlung der Probe 2 in der Vorrichtung 1 erfolgt.

Nach der Filtration wird die Probe 2 in das Reservoir 4B aufgenommen bzw. eingesaugt.

Das Reservoir 4B für die (gefilterte) Probe 2 und die Fördereinrichtung 7 sind am Träger 3 vorzugsweise getrennt von der Trermeinrichtung 6 bzw. in einem zweiten Bereich 3B des Trägers 3 angeordnet. Vorzugsweise sind die Trenneinrichtung 6 einerseits und das Reservoir 4B mit der darin aufgenommenen (gefilterten) Probe 2 und die Fördereinrichtung 7 andererseits bzw. die beiden Bereiche 3A und 3B (nach erfolgter Filtration) voneinander trennbar. Hierzu weist die Vorrichtung 1 bzw. der Träger 3 vorzugsweise eine Sollbruchstelle 3C auf, die beispielsweise durch eine entsprechende Materialverjüngung, eine Rille, einen Graben o.dgl. gebildet sein kann, wie in Fig. 1 angedeutet

Das Trennen der beiden Bereiche 3A und 3B erfolgt insbesondere quer zu dem Aufnahmekanal 4A bzw. zwischen der Trermeinrichtung 6 und dem Reservoir 4B. Die Sollbruchstelle 3C ist dementsprechend vorzugsweise in diesem Bereich angeordnet.

Besonders bevorzugt erfolgt das Trennen der beiden Bereiche 3A und 3B durch Abknicken des Trägers 3 bzw. der beiden Bereiche 3A und 3B zueinander, beim Darstellungsbeispiel besonders bevorzugt um eine Achse quer zur Längserstreckung des Trägers 3, quer zum Aufnahmekanal 4A und/oder in der Plattenebene des Trägers 3.

Das Trennen der beiden Bereiche 3A und 3B kann jedoch beispielsweise auch durch Schneiden, beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Schere oder sonstigen Schneideimichtung, oder auf sonstige geeignete Weise erfolgen.

Das Trennen der beiden Bereiche 3A und 3B bewirkt beim Darstellungsbeispiel besonders bevorzugt ein Öffnen des Aufnahmekanals 4A, so dass dieser dann als Ausgabekanal für die Probe 2, die in dem Reservoir 4B aufgenommen bzw. gespeichert ist, verwendet werden kann bzw. eine Ausgabeöffnung für die Probe 2 bzw. der Vorrichtung 1 bzw. der Träger 3 bildet.

Um zu verhindern, dass beim Trennen der beiden Bereiche 3A und 3B Luft in das fluidische System bzw. den Aufnahmekanal 4A aufgrund eines noch vorhandenen Unterdrucks in der Fördereimichtung 7 gesaugt wird und/oder dass die Probe 2 in den Verbindungskanal 4C und ggf. die Ausnehmung 7A gesaugt wird, ist die Vorrichtung 1 vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Fördereimichtung 7 bzw. deren Ausnehmung 7A beim Trennen der beiden Bereiche 3A und 3B automatisch bzw. selbsttätig belüftet wird. Dies wird vorzugsweise dadurch realisiert, dass wenigstens ein, beim Darstellung zwei Belüftungskanäle 7E sich im oder Träger 3 (hier abgedeckt durch die Abdeckung 5) von der Ausnehmung 7A bis in den Trennbereich bzw. in den Bereich der Sollbruchstelle 3C oder insbesondere etwas darüber hinaus erstrecken, so dass beim Trennen der beiden Trägerbereiche 3A und 3B ein automatisches Öffnen mindestens eines Belüftungskanals 7E, vorzugsweise beider Belüftungskanäle 7E nach außen hin bzw. gegenüber der Umgebung erfolgt. Dementsprechend kann nach dem Trennen der beiden Bereiche 3A und 3B bzw. nach dem Abtrennen der Trenneinrichtung 6 Umgebungsluft in die Ausnehmung 7A bzw. in die Fördereinrichtung 7 strömen und den noch vorhandenen Unterdruck ausgleichen. Der zum Zeitpunkt des Trennens der beiden Bereiche 3A und 3B insbesondere noch verformte Verformungsbereich 5A kann also quasi umgehend in seine (nicht verformte) Ausgangslage zurückkehren.

Es ist anzumerken, dass auch andere konstruktive Lösungen zur Belüftung realisierbar sind.

Der getrennte Trägerbereich 3B weist das Reservoir 4B mit der darin aufgenommenen (gefilterten) Probe 2 sowie die zugeordnete Fördereinrichtung 7 auf. Diese Einheit kann nun mit relativ geringem Platzbedarf gelagert und ggf. auch gekühlt, ggf. sogar eingefroren, werden.

Später oder direkt nach dem Trennen der Bereiche 3A und 3B kann die Probe 2 aus dem Reservoir 4B vorzugsweise mittels der Fördereinrichtung 7 entnommen oder ausgegeben werden. Insbesondere ist die Fördereinrichtung 7 derart ausgebildet, dass ein Überdruck erzeugbar ist, um die Probe 2 aus dem Reservoir 4B auszutreiben, insbesondere über den Aufnahmekanal 4A auszugeben. Hierzu kann der Verformungsbereich 5A wieder verformt, insbesondere eingedrückt, werden. Beim Darstellungsbeispiel müssen dabei die Belüftungskanäle 7E verschlossen werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Verformungsbereich 5A sich beim manuellen Eindrücken an Übergangsbereiche 7F der Belüftungskanäle 7E zur Ausnehmung 7A hin anlegt und dadurch diese verschließt. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich. Es ist anzumerken, dass ein Verschließen von Be- und/oder Entlüftung s Öffnungen oder Kanälen je nach Auslegung der Strukturen bzw. Strömungswiderstände ggf. auch entfallen kann, da beispielsweise ein relativ schnelles Eindrücken zu einem ggf. ausreichend hohen Anstieg des Drucks in der Ausnehmung 7A führen kann, um die Probe 2 in gewünschter Weise aus dem Reservoir 4B durch den Aufnahmekanal 4A ausgeben zu können.

Die Entnahme der gefilterten Probe 2 aus dem Reservoir 4B kann alternativ auch durch Anstechen bzw. Durchstechen der Abdeckung 5 mittels einer nicht dargestellten Kanüle o. dgl. oder ein sonstiges Öffnen des fluidischen Systems 4 oder Reservoir 4B und ggf. Heraussaugen insbesondere direkt aus dem Reservoir 4B erfolgen.

Der Verbindungskanal 4C ist vorzugsweise derart lang gewählt, dass ein Eindringen der Probe 2 in die Ausnehmung 7A verhindert wird.

Das Reservoir 4B ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Probe 2 möglichst kompakt in einem Bereich zum Aufnahmekanal 4A hin im Reservoir 4B gehalten wird, insbesondere aufgrund entsprechender Kapillarkräfte, und/oder dass die Probe 2 erst bei vollständiger Füllung des Reservoirs 4B auch in den Verbindungskanal 4C eintreten würde.

Beim Darstellungsbeispiel ist das Reservoir 4B - insbesondere aus dem vorgenannten Gründen - vorzugsweise rampenartig ausgebildet, wobei die Tiefe des Reservoirs 4B vorzugsweise ausgehend von dem Anschluss des Aufnahmekanals 4A zu dem Anschluss des Verbindungskanals 4C hin zunimmt.

Der Träger 3 ist vorzugsweise flach und/oder plattenartig ausgebildet. Der Träger 3 ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen starr ausgebildet. Der Träger 3 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, insbesondere spritzgegossen. Die Kanäle, Ausnehmungen, Vertiefungen u.dgl. zur Bildung des fluidischen Systems 4 sind vorzugsweise an der Flachseite des Trägers 3 gebildet, das bzw. die durch die Abdeckung 5 (teilweise oder vollständig) abgedeckt wird. Das fluidische System 4 kann auch die Ausnehmung 7A umfassen, da diese über den Verbindungskanal 4C daran angeschlossen ist.

Bei der Vorrichtung 1 bzw. dem fluidischen System 4 handelt es sich insbesondere um mikrofluidische Anordnungen. Mikrofluidisch im Sinne der vorliegenden Erfindung meint, dass die einzelnen Volumina oder Gesamtvolumina kleiner als 5 ml, insbesondere kleiner als 1 ml, besonders bevorzugt kleiner als 500 μΐ sind.

Die vorliegende Erfindung bzw. Vorrichtung 1 sieht insbesondere die Verwendung eines Vakuums oder Unterdrucks als Antriebsmechanismus für einen Filtrationsprozess vor. Alternativ kann jedoch ein Überdruck als Antriebsmechanismus für den Filtrationsprozess eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung bzw. Vorrichtung 1 sieht insbesondere das Eindrücken einer elastischen Abdeckung 5 bzw. Folie, bevorzugt zur Erzeugung eines Überdrucks vor. Die vorzugsweise elastische Rückstellung wird zur Erzeugung eines Unterdrucks ausgenutzt. Jedoch kann auch ein Ziehen des Verformungsbereichs bzw. der Folie oder Abdeckung 5 erfolgen, insbesondere um einen Unterdruck zu erzeugen.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Vorrichtung 1 bzw. der Fördereinrichtung 7 anhand des schematischen Schnitts gemäß Fig. 3 näher erläutert. Hierbei wird nur auf wesentliche Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen, so dass die bisherigen Ausführungen und Erläuterungen insbesondere entsprechend oder ergänzend gelten. Insbesondere können einzelne Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen auch beliebig miteinander kombiniert, aber auch unabhängig voneinander realisiert werden.

Bei der zweiten Ausführungsform weist die Fördereinrichtung 7 vorzugsweise einen Kolben 7G oder einen kolbenartiges Element o.dgl. auf. Insbesondere ist der Kolben 7G durch einen relativ steifen Flächenbereich o.dgl. gebildet.

Besonders bevorzugt ist der Kolben 7G durch den Verformungsbereich 5A gebildet, der hier die Ausnehmung 7A bzw. einen sonstigen Hohlraum der Vorrichtung 1 bzw. des Trägers 3 überdeckt. Besonders bevorzugt ist der Kolben 7G bzw. der Verformungsbereich 5A in die Ausnehmung 7A hinein und/oder darin und/oder aus der Ausnehmung 7A heraus und/oder über die Flachseite oder Auseinseite des Trägers 3 hinaus nach Außen bewegbar, um einen Überdruck und/oder Unterdruck zu erzeugen bzw. die Probe 2 zu fördern. Bei der zweiten Ausführungsform weist die Fördereinrichtung 7 bzw. die Abdeckung 5, die hier besonders bevorzugt stopfenartig ausgebildet ist, bzw. deren Verformungsbereich 5A vorzugsweise einen Befestigungsbereich 5B, der besonders bevorzugt auf dem Träger 3 bzw. einer Flachseite des Trägers 3 dicht befestigt ist und beispielsweise die Ausnehmung 7A ringartig oder umlaufend umgibt, und/oder einen Verbindungsbereich 5C, der vorzugsweise den Befestigungsbereich 5B mit dem Kolben 7G verbindet und/oder elastisch verformbar bzw. umstülpbar ist bzw. mindestens einen umgebogenen oder umgestülpten Umlenkbereich 5D aufweist, auf. Insbesondere gestattet der umstülpbare Verbindungsbereich 5C bzw. Umlenkbereich 5D eine leichte Bewegbarkeit des Kolbens 7G. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Verformungsbereich 5A bzw. Verbindungsbereich 5C vorzugsweise balgartig oder schlauchartig ausgeführt, insbesondere um eine leichte Verformung bei der Betätigung bzw. Benutzung der Fördereinrichtung 7 zu ermöglichen. Beim Darstellungsbeispiel erfolgt insbesondere eine ggf. schon vorgeformte Um- lenkung im Umlenkbereich 5D um 180° in mindestens einem Abschnitt, hier sogar in zwei Abschnitten des Verformungsbereichs 5A bzw. Verbindungsbereichs 5C. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich.

Die Fördereinrichtung 7 bzw. der Verformungsbereich 5A weist vorzugsweise ein Betätigungselement 7H, wie eine Lasche, Öse o.dgl. auf. Besonders bevorzugt ist das Betätigung selement 7H einstückig angeformt.

Bei der zweiten Ausführungsform erfolgt eine Betätigung der Fördereinrichtung 7 insbesondere dadurch, das dass Betätigungselement 7H bzw. der Kolben 7G in die Ausnehmung 7A hinein oder heraus bewegt wird. Dies kann wiederum manuell oder mit Hilfe einer Manipuliereinrichtung eines Antriebs, Motors o.dgl. erfolgen.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt vorzugsweise eine Bewegung oder Hauptverformung quer, insbesondere zumindest im We- sentlichen senkrecht, zur Haupterstreckungsebene bzw. Flachseite des Trägers 3. Jedoch sind grundsätzlich auch andere Bewegungsrichtungen und/oder Anordnungen möglich.

Die Fördereinrichtung 7 bzw. die Abdeckung 5 bzw. der Verformungsbereich 5A ist beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise einstückig ausgebildet und/oder aus Kunststoff hergestellt, insbesondere spritzgegossen. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich.

Der Verformungsbereich 5A ist auch bei der zweiten Ausführungsform vorzugsweise derart ausgebildet, dass er eine bevorzugte Ausgangslage annimmt, beispielsweise die in Fig. 3 gezeigte Lage, in der sich der Verformungsbereich 5A bzw. dessen Kolben 7G im Wesentlichen in der Ausnehmung 7 bzw. in einer eingedrückten Position befindet. Der Verformungsbereich 5A bzw. Kolben 7G wird dann mittels des Betätigungselements 7H herausgezogen und dadurch vorzugsweise gespannt. So kann insbesondere bei geschlossener Entlüftung seinrichtung 7B bzw. geschlossenem Ventil 7D ein Unterdruck in der Ausnehmung 7A erzeugt werden, der über den an die Anordnung 7A angeschlossenen Verbindungskanal 4C auf das fluidische System 4 bzw. die zu manipulierende Probe 3 wirken kann. Nach dem Freigeben bzw. Loslassen des Betätigungselements 7H kann der Verformungsbereich 5A bzw. Kolben 7G wieder in die in Fig. 3 dargestellte Ausgangslage zurückkehren, insbesondere aufgrund elastischer Rückstellkräfte, um dadurch bedarfsweise, hier insbesondere bei geschlossener Entlüftungseimichtung 7B einen Überdruck zu erzeugen. Dieses Rückstellen in die Ausgangslage muss jedoch nicht durch elastische Rück Stellkräfte erfolgen, sondern kann grundsätzlich auch durch eine aktive Rückstellbewegung, beispielsweise über das Betätigungselement 7H, unterstützt werden oder ausschließlich erfolgen.

Weiter ist anzumerken, dass ein Rückstellen nicht immer erforderlich ist. Vielmehr kann die Fördereinrichtung 7 bedarfsweise auch nur als einmalig betätigbare Einrichtung ausgebildet oder verwendet werden. In diesem Fall ist es beispielsweise nicht erforderlich, eine Rückstellung vorzunehmen. Vielmehr kann der Verformungsbereich 5A nach einmaliger Verformung in seiner Verformungslage verleiben. Weiter ist anzumerken, das dass in Fig. 3 bei der zweiten Ausführungsform angedeutete Ventil 7D bzw., die dort gezeigte Entlüftungseinrichtung 7B lediglich optional ist. Je nach Konstruktion bzw. Zweck können diese auch entfallen.

Die Abdeckung 5 bzw. der Verformungsbereich 5A kann je nach Bedarf auch getrennt von einer sonstigen Abdeckung des Trägers 3 ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Abdeckung 5 kann bedarfsweise auch mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere mit einem separat ausgebildeten Verformungsbereich 5A.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Abdeckung 5 zumindest im Bereich der Ausnehmung 7A bzw. der Verformungsbereich 5A zumindest im Wesentlichen stopfenartig ausgebildet. Jedoch sind auch andere Ausbildungen möglich.

Die Vorrichtung 1 kann bedarfsweise auch mehrere Fördereinrichtungen 7 aufweisen. Diese können separate Verformungsbereiche 5A aufweisen, die insbesondere unabhängig voneinander betätigbar sind. Die verschiedenen Verformungsbereiche 5A können wahlweise von einem gemeinsamen Materialstück oder von separaten Materialstücken bzw. Bauteilen gebildet sein.

Wenn die Vorrichtung 1 bzw. Fördereinrichtung 7 mehrere Verformungsbereiche 5A aufweist, können diese bedarfsweise auch über eine gemeinschaftliche Betätigungseinrichtung gemeinschaftlich und/oder gesteuert, zeitlich versetzt zueinander, betätigt werden. So kann entsprechend in gewünschter Weise ein Überdruck und/oder Unterdruck, erzeugt werden. Die verschiedenen Verformungsbereiche 5A können dann beispielsweise auch über unterschiedliche Kanäle unterschiedliche Funktionen in der Vorrichtung 1 bzw. im fluidischen System 4 ausüben.

Die vorliegende Erfindung bzw. Vorrichtung 1 bzw. Fördereinrichtung 7 bildet insbesondere eine Pumpe, die besonders bevorzugt manuell betätigbar ist.

Die Fördereinrichtung 7 bzw. der Verformungsbereich 5A kann bedarfsweise sowohl die nicht verformte als auch die verformte Stellung als jeweils stabile Lage annehmen, wobei beim Übergang dazwischen ein gewisser Widerstand überwunden werden muss, beispielsweise in der Art eines sogenannten "Knackfroschs".

Die vorliegende Erfindung und Vorrichtung 1 können, wie bereits erwähnt, für unterschiedliche Proben 2, wie Blut, Urin, Sputum, Zellkultur- und Fermentationsmedien, Abwasser o.dgl., insbesondere zur Zurückhaltung bzw. Filtration von eukaryotischen und prokaryotischen Zellen, Zellverbänden, Protein- und Lipidaggregaten o.dgl., eingesetzt bzw. verwendet werden.

Insbesondere gestatten die vorliegende Erfindung und Vorrichtung 1 eine Filtration von Mikropartikeln, insgesamt sogenannten Beads, die ein Reagenz auf ihre Oberfläche gebunden haben, die Affinität zu Molekülen aus der Probe 2 haben und durch Binden zum Aufkonzentrieren von in der Probe 2 befindlichen Zielmolekülen (Analyt, Biomarker o.dgl.) verwendet werden.

Weiter kann die vorliegende Erfindung und Vorrichtung 1 zum Entfernen von in der Probe 2 vorliegenden Molekülen (z.B. Proteinen, Nukleinsäuren) oder Partikeln (z. B. Viren) und/oder zum Aufreinigen, beispielsweise durch adsoptive Bindung, verwendet werden.

Weiter kann die vorliegende Erfindung und Vorrichtung 1 beispielsweise über Indikatoren (Farbstoffe) das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit eines in der Probe 2 vorhandnen oder nicht vorhandenen Zielmoleküls und/oder Partikel o.dgl. verwendet werden.

Bezugszeichenliste: Vorrichtung

Probe

Träger

A erster Trägerbereich

B zweiter Trägerbereich

C Sollbruchstelle

fluidisches System

A Aufnahmekanal

B Reservoir

C Verbindungskanal

D Ableitkanal

Abdeckung

A Verformungsbereich

B Befestigungsbereich

C Verbindungsbereich

D Umlenkbereich

Trenneimichtung

A Filterelement

B Filterelement

C Filterelement

D Gehäuse

E Niederhalter

F Deckel

G Belüftungsöffnung

H Stoppelement

Fördereimichtung

A Ausnehmung

B Entlüftungseimichtung

C Entlüftungsöffnung

D Ventil

E Belüftungskanal

F Übergangsbereich

G Kolben

H Betätigungselement