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Title:
DRY CHEMICALLY CONTROLLED DEVICE FOR THE ANALYSIS OF A SAMPLE OF BIOLOGICAL MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/045992
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system (400), in particular a lab-on-a-chip system, for the analysis of a sample of biological material, comprising an analysis device (100) and a control device (200), wherein the analysis device (100) comprises at least one dry chemical test element (150) for determining properties of the sample, wherein the system comprises at least one read-out unit (160) associated with the dry chemical test element (150), wherein the read-out unit (160) forms part of the analysis device (100) or part of the control device (200), and wherein the control device (200) is designed to process a read-out result of the dry chemical test element (150), which read-out result was transmitted via the read-out unit (160), in an evaluation by an evaluation device (250) of the control device (200).

Inventors:
RUPP JOCHEN (DE)
HOFFMANN JOCHEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/071163
Publication Date:
March 23, 2017
Filing Date:
September 08, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
G01N33/543; B01L3/00; G01N21/84
Foreign References:
EP0953149A11999-11-03
EP1710565A12006-10-11
CA2050677A11992-03-07
US20110039261A12011-02-17
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Claims:
Ansprüche

1. Analysevorrichtung (100) zur Analyse einer Probe biologischen Materials, wobei die Analysevorrichtung (100) mindestens ein trockenchemisches Testelement (150) für eine Ermittlung von Eigenschaften der Probe umfasst, dadurch

gekennzeichnet, dass die Analysevorrichtung (100) mindestens eine Ausleseeinheit (160) und eine erste Schnittstelle (110) zu einer Auswerteeinrichtung einer

Steuervorrichtung (200) umfasst, wobei mindestens eine der Ausleseeinheiten (160) einem der trockenchemischen Testelemente (150) zugeordnet ist und wobei die erste Schnittstelle (110) eingerichtet ist, ein von der Ausleseeinheit (160) ermitteltes

Ausleseergebnis des mindestens einen trockenchemischen Testelements an die Auswerteeinrichtung (200) für eine Auswertung des Ausleseergebnisses zu

übermitteln.

2. Analysevorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Analysevorrichtung (100) eine zweite Schnittstelle (120) zu der Steuervorrichtung (200) umfasst, wobei die zweite Schnittstelle (120) eingerichtet ist, Ausgaben der Steuervorrichtung (200) zur Regelung der Analyse der Probe an mindestens eine Analyseeinheit (130, 140) der Analysevorrichtung (100) zu übermitteln.

3. Analysevorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Ausleseeinheit (160) mindestens eine optische Erfassungseinheit (160) umfasst, beispielsweise eine Linse oder eine Kamera.

4. Analysevorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schnittstelle (110) einen mit der mindestens einen Ausleseeinheit (160) verbundenen Lichtleiter umfasst.

5. Analysevorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schnittstelle (110) in Form einer gemeinsamen Schnittstelle (115) ausgebildet sind.

6. Steuervorrichtung (200) mit mindestens einer Schnittstelle (210), wobei die mindestens eine Schnittstelle (210) eingerichtet ist, mit der Analysevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4 für eine Regelung oder Steuerung der

Analysevorrichtung (100) zu kommunizieren, wobei die Steuervorrichtung (200) eingerichtet ist, ein über die mindestens eine Schnittstelle (210) empfangenes

Ausleseergebnis der mindestens einen Ausleseeinheit (160) der Analysevorrichtung (100) in einer Auswertung einer Auswerteeinrichtung (250) zu verarbeiten.

7. Steuervorrichtung (200) nach Anspruch 6, wobei die Steuervorrichtung (200) eingerichtet ist, abhängig von der Auswertung die Analysevorrichtung (100) für eine Regelung der Analyse der Probe anzusteuern.

8. Steuervorrichtung (200) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuervorrichtung (200) eine Ausgabeeinheit (220), beispielsweise ein Display, zur Anzeige des

Ausleseergebnisses, der Auswertung und/oder von Informationen über eine von der Steuervorrichtung (200) vorgenommene Ansteuerung der Analysevorrichtung (100) umfasst.

9. System (400), insbesondere Lab-on-a-Chip-System, zur Analyse einer Probe biologischen Materials, umfassend eine Analysevorrichtung (100) und eine

Steuervorrichtung (200), wobei die Analysevorrichtung (100) mindestens ein trockenchemisches Testelement (150) für eine Ermittlung von Eigenschaften der Probe umfasst, wobei das System mindestens eine dem trockenchemischen Testelement (150) zugeordnete Ausleseeinheit (160) umfasst, wobei die Ausleseeinheit (160) einen Teil der Analysevorrichtung (100) oder einen Teil der Steuervorrichtung (200) bildet, und wobei die Steuervorrichtung (200) eingerichtet ist, ein über die Ausleseeinheit (160) übermitteltes Ausleseergebnis des trockenchemischen Testelements (150) in einer Auswertung einer Auswerteeinrichtung (250) der Steuervorrichtung (200) zu verarbeiten.

10. System (400) nach Anspruch 9, wobei die Steuervorrichtung (200) eingerichtet ist, abhängig von der Auswertung die Analysevorrichtung (100) für eine Regelung der Analyse der Probe anzusteuern.

11. Verfahren (500) zur Analyse einer Probe biologischen Materials, umfassend die Schritte:

· Aufnahme (501) der Probe in eine Analysevorrichtung zur Analyse der Probe

• Durchführung (502) ein oder mehrerer Schritte der Analyse der Probe

• Kontaktierung (503) der Probe mit mindestens einem in der

Analysevorrichtung (100) angeordneten trockenchemischen Testelement (150) während oder nach einem der Schritte der Analyse

· Auslese (504) des mindestens einen mit der Probe kontaktierten

trockenchemischen Testelements (150) über eine dem mindestens einen

trockenchemischen Testelement (150) zugeordnete Ausleseeinheit (160) und

Übermittlung eines Ergebnis der Auslese zu einer Auswerteeinrichtung (250)

• Auswertung (505) des Übermittelteten Ergebnisses der Auslese in der Auswerteeinrichtung (200)

12. Verfahren (500) nach Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt einer Ansteuerung (506) der Analysevorrichtung (100) durch eine die Auswerteeinrichtung (250) umfassende Steuereinrichtung (200), wobei eine Art der Ansteuerung (506) von der Auswertung (505) abhängt.

13. Verfahren (500) nach Anspruch 12, wobei abhängig von der Auswertung ein noch nicht beendeter Schritt der Analyse für eine vorgegebene Zeitspanne entweder fortgesetzt oder beendet wird, ein bereits abgeschlossener Schritt der Analyse wiederholt wird oder ein neuer Schritt der Analyse eingeleitet wird.

14. Verfahren (500) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Analyse der Probe eine Lyse von Zellen aus der Probe umfasst, wobei die Auswertung eine Ermittlung einer Lyseeffizienz umfasst und wobei eine weitere Lyse von Zellen aus der Probe durch die Auswerteeinrichtung (200) angesteuert wird, wenn die ermittelte Lyseeffizienz unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt.

15. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Analyse der Probe eine Vervielfältigung von DNA aus Zellen aus der Probe umfasst, insbesondere über eine Polymerase- Kettenreaktion, wobei die Auswertung eine Ermittlung einer Vervielfältigungseffizienz umfasst und wobei eine weitere Vervielfältigung von DNA aus Zellen aus der Probe durch die Auswerteeinrichtung (200) angesteuert wird, wenn die ermittelte Vervielfältigungseffizienz unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt.

16. Analysevorrichtung (100), Steuervorrichtung (200), System (400) oder Verfahren (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswertung eine Ermittlung eines pH-Werts und/oder eines Gehalts und/oder einer Konzentration und/oder eines spezifischen Gewichts von Zellen, Pathogenen, DNA, Blutkörperchen, Protein, Nitrit, Glukose, Urobilinogen und/oder Bilirubin der Probe umfasst.

Description:
Beschreibung Titel

Trockenchemisch gesteuerte Vorrichtung zur Analyse einer Probe biologischen Materials

Stand der Technik

Lab-on-a-chip-Systeme sind mikrofluidische Vorrichtungen, in denen mehrere Funktionalitäten eines makroskopischen Labors auf einem beispielsweise kreditkartengroßen Kunststoffsubstrat untergebracht sind und komplexe biologische, diagnostische, chemische oder physikalische Prozesse miniaturisiert und zumindest teilweise automatisiert ablaufen können. Lab-on-a-chip-Systeme eignen sich in besonderer Weise zur Analyse von Proben biologischen Materials, wobei solche Analysen in der Regel nach einem festen Ablaufschema

durchgeführt werden, ohne dass dabei Prozessparameter der einzelnen

Analyseschritte auf die jeweilige Probe oder Zwischenprodukte der Probe abgestimmt werden.

Zur Analyse eines Endprodukts einer in einem Lab-on-a-chip-System

aufbereiteten Probe kann ein trockenchemisches Testelement, auch lateral-flow- strip genannt, verwendet werden, wie beispielsweise beschrieben in US

2011/0039261 AI.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Analysevorrichtung zur Analyse einer Probe biologischen Materials, wobei die Vorrichtung mindestens ein trockenchemisches Testelement für eine Ermittlung von Eigenschaften der Probe umfasst. Die Analysevorrichtung umfasst ferner mindestens eine Ausleseeinheit und eine erste Schnittstelle zu einer Auswerteeinrichtung, insbesondere zu einer

Auswerteeinrichtung einer Steuervorrichtung, wobei mindestens eine der Ausleseeinheiten einem der trockenchemischen Testelemente zugeordnet ist und wobei die erste Schnittstelle eingerichtet ist, ein von der Ausleseeinheit ermitteltes Ausleseergebnis des mindestens einen trockenchemischen

Testelements an die Auswerteeinrichtung für eine Auswertung des

Ausleseergebnisses zu übermitteln.

Bei der Analysevorrichtung kann es sich insbesondere um eine mikrofluidische Vorrichtung handeln, beispielsweise um ein Lab-on-a-Chip-System,

insbesondere um eine Lab-on-a-Chip- Kartusche. Unter einer Steuervorrichtung kann insbesondere eine Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer mikrofluidischen Vorrichtung verstanden werden, beispielsweise eine

Prozessiereinheit zum Ansteuern eines Lab-on-a-Chip-Systems. Unter einer Auswerteeinrichtung kann insbesondere eine elektronische Schaltung, insbesondere ein Prozessor, verstanden werden, wobei die elektronische Schaltung beziehungsweise der Prozessor eingerichtet, insbesondere programmiert, ist, ein von der Ausleseeinheit ermitteltes Ausleseergebnis auszuwerten.

Die Analysevorrichtung hat den Vorteil, dass das von der Ausleseeinheit ermittelte Ausleseergebnis automatisiert über die erste Schnittstelle zu einer weiteren maschinellen Auswertung an eine geeignete Auswerteeinrichtung weitergeleitet werden kann. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass ein Benutzer der Analysevorrichtung einen Farbumschlag des Testelements manuell abliest, wie es sonst bei trockenchemischen Testelementen üblicherweise notwendig ist. Bei der Probe kann es sich beispielsweise um Blut, Urin oder Sputum handeln.

Vorzugsweise umfasst die erste Schnittstelle einen mit der mindestens einen Ausleseeinheit verbundenen Lichtleiter. Dies hat den Vorteil, dass die erste Schnittstelle beabstandet von der Ausleseeinheit angeordnet sein kann und dennoch ein über die Ausleseeinheit ermitteltes Ausleseergebnis zuverlässig an die erste Schnittstelle weitergeleitet werden kann. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Analysevorrichtung eine zweite Schnittstelle zu der Auswerteeinrichtung, wobei die zweite

Schnittstelle eingerichtet ist, Ausgaben der Auswerteeinrichtung oder einer Steuereinrichtung, die die Auswerteinrichtung umfasst, zur Regelung der Analyse der Probe an mindestens eine Analyseeinheit der Analysevorrichtung zu übermitteln.

Unter einer Analyseeinheit der Analysevorrichtung ist insbesondere eine Einheit der Analysevorrichtung zu verstehen, die eingerichtet ist, die aufgenommene Probe physikalisch, chemisch oder biologisch zu verändern. Dabei kann die Einheit beispielsweise einen Filter, insbesondere einen Filter zur Selektion von Zielzellen oder Zielmolekülen aus einer Probe, beispielsweise einen Filter mit einer Selektion basierend auf dem Prinzip der Affinitätschromatographie umfassen. Ferner kann die Einheit eine Heizeinrichtung, insbesondere einen induktiven, resistiven oder strahlungsbasierten Heizer, sowie einen Mixer, insbesondere einen aktiver oder einen passiver Mixer umfassen. ,Die Einheit kann auch Einrichtungen umfassen, die eingerichtet sind, um die Probe mit anderen Substanzen zum Zweck einer Reaktion in Verbindung zu bringen, um einen Teil der Probe zu extrahieren, Zellen der Probe zu lysieren oder DNA aus der Probe zu vervielfältigen, beispielsweise Einrichtungen zur Durchführung einer PCR. Unter einer Analyseeinheit kann insbesondere auch eine Einheit zur Bewegung der Probe innerhalb der Analysevorrichtung verstanden werden und kann beispielsweise eine auslenkbare Membran oder ein Ventil umfassen, insbesondere eine oder mehrere Mebranen als Teil von Pumpen zur

Volumenverdrängung oder als Teil von Ventilen zum Verschließen von mikrofluidischen Kanälen, wobei eine Auslenkung der Membranen hydraulisch oder pneumatisch erfolgen kann. Ferner kann eine Analyseeinheit einen Sensor zur Erfassung von Eigenschaften der Probe umfassen, beispielsweise einen Fluorezenzdetektor, Resonator, Spektroskopiesensor, Nanopartikel-Sensor oder einen Attenuated-Total- Ref lection-Sensor.

Eine solche Einrichtung der zweiten Schnittstelle zur Übermittlung der

Ansteuerung der Analyseeinheiten ist besonders vorteilhaft, da hiermit eine interaktive Analyse der Probe ermöglicht wird. Abhängig von dem oder den ermittelten Ausleseergebnissen des mindestens einen trockenchemischen Testelements kann eine weitere Analyse des biologischen Materials automatisiert angepasst werden, insbesondere indem einzelne Schritte der Analyse angepasst werden und/oder indem ein oder mehrere Schritte der Analyse bis zu einem Erhalt eines gewünschten Ausleseergebnisses wiederholt werden. Somit ist eine

Regelung und Prozesskontrolle der Analyse aufgrund von der durch die ein oder mehreren trockenchemischen Testelemente erhaltenen Informationen möglich.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die mindestens eine Ausleseeinheit mindestens eine optische Erfassungseinheit, beispielsweise eine

Linse oder eine Kamera. Somit kann ein nach einer Kontaktierung der Probe mit einem der Testelemente erfolgter Farbumschlag des Testelements zuverlässig ausgelesen werden. Vorzugsweise sind die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle in Form einer gemeinsamen Schnittstelle ausgebildet. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Elektronik in der Analysevorrichtung und somit eine Einsparung von Bauraum zur kompakteren Ausführung der Analysevorrichtung. Die gemeinsame

Schnittstelle kann dabei entweder die erste und die zweite Schnittstelle als separate Einheiten als auch als eine einzige Schnittstelle umfassen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine trockenchemische Testelement entnehmbar in der Analysevorrichtung

angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass benutzte Testelemente auf einfache Art und Weise durch unbenutzte Testelemente ersetzt werden können. Bevorzugt weist die Analysevorrichtung Öffnung auf, durch welche die Testelemente in die Analysevorrichtung eingeführt und entnommen werden können.

Die Erfindung betrifft auch eine Steuervorrichtung mit mindestens einer

Schnittstelle, wobei die mindestens eine Schnittstelle eingerichtet ist, mit der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung für eine Regelung oder Steuerung der Analysevorrichtung zu kommunizieren. Ferner ist die Steuervorrichtung eingerichtet, ein über die mindestens eine Schnittstelle empfangenes

Ausleseergebnis der mindestens einen Ausleseeinheit der Analysevorrichtung in einer Auswertung einer Auswerteeinrichtung zu verarbeiten. Dies hat den Vorteil, dass eine Rückmeldung einer Ansteuerung der Analysevorrichtung durch die Steuervorrichtung in Form des Ausleseergebnisses ausgewertet werden kann und somit eine Überprüfung einer korrekten Steuerung oder Regelung der Analysevorrichtung durch die Steuervorrichtung ermöglicht wird.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuervorrichtung eingerichtet, abhängig von der Auswertung die Analysevorrichtung für eine Regelung der Analyse der Probe anzusteuern. Mit der Steuervorrichtung kann vorteilhafterweise eine interaktive automatisierte Analyse eine Probe

biologischen Materials mit der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung ausgeführt werden.

Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung eine Ausgabeeinheit,

beispielsweise ein Display, zur Anzeige des Ausleseergebnisses, der

Auswertung und/oder von Informationen über die von der Auswerteeinrichtung vorgenommene Ansteuerung der Analysevorrichtung an einen Benutzer. Dies ermöglicht eine Dokumentation und eine Kontrolle durch den Benutzer.

Die Erfindung betrifft auch ein System, insbesondere ein Lab-on-a-Chip-System, zur Analyse einer Probe biologischen Materials, umfassend eine

Analysevorrichtung und eine Steuervorrichtung, wobei die Analysevorrichtung mindestens ein trockenchemisches Testelement für eine Ermittlung von

Eigenschaften der Probe umfasst, wobei das System mindestens eine dem trockenchemischen Testelement zugeordnete Ausleseeinheit umfasst, wobei die Ausleseeinheit einen Teil der Analysevorrichtung oder einen Teil der

Steuervorrichtung bildet, und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, ein über die Ausleseeinheit übermitteltes Ausleseergebnis des trockenchemischen Testelements in einer Auswertung einer Auswerteeinrichtung der

Steuervorrichtung zu verarbeiten und abhängig von der Auswertung die

Analysevorrichtung für eine Regelung der Analyse der Probe anzusteuern. Die

Ausführung der Ausleseeinheiten als Teil der Analysevorrichtung hat den Vorteil, dass die mindestens eine Ausleseeinheit in unmittelbarer Nähe des mindestens einen trockenchemischen Testelements für eine zuverlässige Auslese angeordnet werden kann. Wenn die Analysevorrichtung jedoch als Einweg- oder Wegwerfkomponente ausgelegt sein soll, ist es besonders vorteilhaft, die Ausleseeinheiten als Teil der Steuervorrichtung auszubilden, um die

Herstellkosten für die Analysevorrichtung gering zu halten.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Analyse einer Probe biologischen Materials. In einem ersten Schritt wird die Probe in eine Analysevorrichtung zur

Analyse der Probe aufgenommen. In einem zweiten Schritt werden ein oder mehrere Schritte der Analyse der Probe durchgeführt. In einem dritten Schritt wird die Probe mit mindestens einem in der Analysevorrichtung angeordneten trockenchemischen Testelement während oder nach einem der Schritte der Analyse kontaktiert. Dieser Schritt kann somit anschließend und/oder während der Durchführung des zweiten Schrittes vorgenommen werden. In einem vierten Schritt erfolgt eine Auslese des mindestens einen mit der Probe kontaktierten trockenchemischen Testelements über eine dem mindestens einen

trockenchemischen Testelement zugeordnete Ausleseeinheit und eine

Übermittlung eines Ergebnisses der Auslese zu einer Auswerteeinrichtung, insbesondere zu einer Auswerteeinrichtung einer Steuervorrichtung zur

Regelung der Analyse der Analysevorrichtung. In einem fünften Schritt erfolgt eine Auswertung des übermittelten Ergebnisses der Auslese in der

Auswerteeinrichtung.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Verfahren einen sechsten Schritt, wobei eine Ansteuerung der

Analysevorrichtung durch eine die Auswerteeinrichtung umfassende

Steuereinrichtung erfolgt, wobei eine Art der Ansteuerung von der Auswertung abhängt

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Verfahrens wird abhängig von der Auswertung ein noch nicht beendeter Schritt der Analyse für eine vorgegebene Zeitspanne entweder fortgesetzt oder beendet, ein bereits abgeschlossener Schritt der Analyse wiederholt oder ein neuer Schritt der Analyse eingeleitet. Dies hat den Vorteil, dass bei einem unzureichenden Ergebnis einer Auslese eines oder mehrerer trockenchemischer Testelemente die Analyse situationsabhängig automatisiert angepasst werden kann, um die Effektivität und die Effizienz der Analyse zu verbessern. Umgekehrt ist es aber auch von besonderem Vorteil, dass ein noch nicht beendeter Schritt der Analyse vorzeitig abgebrochen werden kann, wenn ein Zwischenergebnis der Analyse basierend auf einer Auslese ein oder mehrere trockenchemischer Testelemente anzeigt, dass eine Fortsetzung des aktuell durchgeführten Schritts nicht weiter erforderlich ist. Damit können vorteilhafterweise Ressourcen, Energie und Zeit eingespart werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfasst die Analyse der Probe eine Lyse von Zellen aus der Probe, wobei die Auswertung eine Ermittlung einer Lyseeffizienz umfasst und wobei eine weitere Lyse von Zellen aus der Probe durch die Auswerteeinrichtung angesteuert wird, wenn die ermittelte Lyseeffizienz unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt. Dies hat den Vorteil, dass die Lyse von Zellen nur bis zu dem vorgegebenen Wert durchgeführt und anschließend abgebrochen wird und somit Ressourcen und Energie eingespart werden können. Beispielsweise kann die Lyseeffizienz über eine Bestimmung eine Menge oder einer Dichte von Nitrit, Glukose, Hämoglobin, Urobilinogen und/oder Bilirubin durch ein oder mehrerer trockenchemischer Testelemente abgeschätzt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Analyse der Probe eine Vervielfältigung von DNA aus Zellen aus der Probe, insbesondere mittels einer Polymerasekettenreaktion (PCR), wobei die

Auswertung eine Ermittlung einer Vervielfältigungseffizienz und/oder einer Menge an vervielfältigter DNA umfasst und wobei eine weitere Vervielfältigung von DNA aus Zellen der Probe durch die Auswerteeinrichtung angesteuert wird, wenn die ermittelte Vervielfältigungseffizienz und/oder die ermittelte Menge an vervielfältigter DNA unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt. Beispielsweise können die Vervielfältigungseffizient und die Menge an vervielfältigter DNA über eine Bestimmung einer Proteinkonzentration in der Probe, eines spezifischen Gewichts und/oder eines pH-Werts der Probe mittels ein oder mehrerer trockenchemischer Testelemente abgeschätzt werden. Dies hat insbesondere bei der Durchführung einer Polymerasekettenreaktion mit der Analysevorrichtung den Vorteil, dass die Anzahl der durchzuführenden PCR-Zyklen unter Vorgabe einer zu erreichenden Menge an vervielfältigter DNA optimiert werden und damit die Gesamtdauer der PCR reduziert werden kann. Vorzugsweise umfasst die Auswertung durch die Auswerteeinrichtung eine Ermittlung eines pH-Werts, eines Gehalts, einer Konzentration und/oder eines spezifischen Gewichts von Zellen, Pathogenen, insbesondere Bakterien und/oder Viren, DNA, roten und/oder weißen Blutkörperchen, Protein, Nitrit, Glukose, Hämoglobin, Urobilinogen und/oder Bilirubin der Probe.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung, der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung und des erfindungsgemäßen

Systems,

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems und

Figur 3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Analysevorrichtung 100. Die Analysevorrichtung 100 umfasst eine erste Öffnung 101 zum Einbringen einer Probe biologischen Materials, beispielsweise Blut, in die Analysevorrichtung 100 sowie eine zweite Öffnung 102 zur Entnahme einer analysierten Probe aus der Analysevorrichtung 100. Die erste und/oder die zweite Öffnung 101, 102 können dabei fluiddicht verschließbar ausgeführt sein, um eine Kontamination einer Umgebung um die Analysevorrichtung zu verringern oder ganz zu vermeiden. Alternativ ist es auch möglich, dass die Analysevorrichtung 100 keine Öffnung zur Entnahme der analysierten Probe umfasst. Die erste Öffnung 101 und die zweite Öffnung 102 sind über eine Serie von Kammern 103, 104, 105, 106 miteinander verbunden, wobei ein oder mehrere Schritte der Analyse der Probe in den Kammern 103, 104, 105, 106 durchgeführt werden können. In den Kammern 103, 104, 105, 106 sind trockenchemische Testelemente 150 und den trockenchemischen Testelementen 150 zugeordnete Ausleseeinheiten 160 zur Auslese der trockenchemischen

Testelemente 150 angeordnet. Bei den Ausleseeinheiten 160 kann es sich um optische Erfassungseinheiten 160 wie beispielsweise Linsen oder Kameras handeln. Die Kammern 103, 104, 105, 106 sind durch Ventile 130 voneinander getrennt. In den Kammern 103, 104, 105, 106 sind ferner Analyseeinheiten 140 zur Durchführung eines oder mehrerer Analyseschritte angeordnet. Bei den

Analyseeinheiten 140 kann es sich insbesondere um Filter, Mixer oder Heizer handeln. Die optischen Erfassungseinheiten 160, die Analyseeinheiten 140 und die Ventile 130 sind über Verbindungen 109 mit einer ersten Schnittstelle 110 und mit einer zweiten Schnittstelle 120 verbunden. Die Verbindungen 109 können dabei elektrische Verbindungen und/oder Lichtleiter umfassen. Die erste

Schnittstelle 110 und die zweite Schnittstelle 120 sind Teil einer gemeinsamen Schnittstelle 115. In diesem Beispiel können die trockenchemischen

Testelemente 150 bei Bedarf durch die erste Öffnung 101 oder durch die zweite Öffnung aus der Analysevorrichtung 100 entnommen und/oder durch andere trockenchemische Testelemente ersetzt werden.

Figur 1 zeigt ebenfalls ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Steuervorrichtung 200 mit einer Schnittstelle 210, wobei die Schnittstelle 210 über elektrische Verbindungen 300 mit der gemeinsamen Schnittstelle 115 der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung 100 verbunden ist. Die erste

Schnittstelle 110 ist eingerichtet, ein von den optischen Erfassungseinheiten 160 ermitteltes Ausleseergebnis der trockenchemischen Testelemente 150 nach Kontaktierung mit der in die Analysevorrichtung 100 eingebrachten Probe an die Steuervorrichtung 200 zu übermitteln. Hierbei erfolgt die Übermittelung über die dafür eingerichtete Schnittstelle 210 an eine Auswerteeinrichtung 250 der

Steuervorrichtung 200, wobei die Auswerteeinrichtung 250 programmiert ist, das Ausleseergebnis auszuwerten. Die Steuervorrichtung 200 ist eingerichtet, abhängig von der Auswertung des Ausleseergebnisses die Analysevorrichtung 100 über die Schnittstelle 210 der Steuervorrichtung 200 anzusteuern. Im vorliegenden Beispiel kann die Steuervorrichtung 200 über die Schnittstelle 210 der Steuervorrichtung 200 und über die zweite Schnittstelle 120 der

Analysevorrichtung 100 die Analyseeinheiten 140, die Ventile 130 und die optischen Erfassungseinheiten 160 abhängig von der Auswertung des

Ausleseergebnisses ansteuern.

Beispielsweise kann in einer der Kammern 105 eine Lyse von Zellen einer aufgenommenen Probe als Teile der Analyse durchgeführt werden. In dieser Kammer ist beispielsweise ein trockenchemisches Testelement 150 angeordnet, das vier Messbereiche, beispielsweise vier Teststreifen, beispielsweise aus den Produktserien„Roche Combur-Test ®",„Macherey- Nagel ®",„Health Mate ®",

„Simplex Health ®", für die Ermittlung einer Nitritkonzentration, einer

Glukosekonzentration, einer Hämoglobinkonzentration und einer

Bilirubinkonzentration der Probe umfasst, wobei eine Stärke eines

Farbumschlags mit der jeweiligen Konzentration in der Probe korreliert. Die Farbumschläge der vier Messbereiche werden über die diesem

trockenchemischen Testelement 150 zugeordnete optische

Erfassungseinrichtung 160 ausgelesen und über die erste Schnittstelle 110 und die Schnittstelle 210 der Steuervorrichtung 200 an die Auswerteeinrichtung 250 übermittelt. Um die Auslese des Testelements 150 zu erleichtern, kann eine Lichtquelle, beispielsweise eine LED, zur Beleuchtung des trockenchemischen

Testelements 150 in der Kammer 105 angeordnet sein. Dabei kann die optische Erfassungseinrichtung 160 die Lichtquelle umfassen. Die optische

Erfassungseinrichtung 160 kann beispielsweise eine Kamera sein,

beispielsweise eine CCD- Kamera. Um Streulichteinflüsse zu unterdrücken, können eine oder mehrere der Erfassungseinrichtungen 160 auch einen auf den

Farbumschlag des jeweiligen trockenchemischen Testelements 150

abgestimmten Farbfilter 161 umfassen.

Die Auswerteeinrichtung 250 ist in diesem Beispiel eingerichtet, eine

Lyseeffizienz auf Grundlage der übermittelten Farbumschläge über einen

Rückschluss der Farbumschläge auf die Konzentrationen in der Probe abzuschätzen. Im Falle einer Kamera als optischer Erfassungseinrichtung 160 ist die Steuervorrichtung 200 eingerichtet und kalibriert, die über die Schnittstellen 110, 210 übermittelten Bilddaten auszuwerten, den daraus ausgewerteten Farbumschlägen der Testelemente 150 zugeordnete Konzentrationswerte der Probe zu ermitteln und über einen vorgegebenen Algorithmus aus den ermittelten Konzentrationswerten eine Lyseffizienz abzuschätzen. Beispielsweise kann jedem RGB-Wert eines Bildpunktes eines übermittelten Bildes eine

Konzentration zugeordnet werden, wobei die Zuordnung einer bestimmten Konzentration zu einem RGB-Wert eines Bildpunktes in einem Speicher der

Auswerteeinrichtung 250 hinterlegt sein kann.

Beispielsweise kann eine Abschätzung der Lyseeffizienz von roten

Blutkörperchen über einen durch die Auswerteeinrichtung 250 durchgeführten Vergleich einer über den Teststreifen ermittelten Hämoglobinmenge in Bezug zu einer vorab bestimmten Menge an roten Blutkörperchen in der Probe erfolgen. Die Steuervorrichtung 200 kann eingerichtet sein, abhängig von der Größe einer abgeschätzten Lyseeffizienz, beispielsweise der abgeschätzten Lyseeffizienz von roten Blutkörperchen, die Analysevorrichtung 100 über die Schnittstelle 210 der Analysevorrichtung 200 anzusteuern. Insbesondere wird bei einer

Überschreitung eines vorgegebenen Werts durch die abgeschätzte Lyseeffizienz, beispielsweise 70% im Beispiel der Lyseeffizienz von roten Blutkörperchen, die Probe über eine Öffnung von Ventilen 130 in die nächste Kammer 106 weiterbefördert, während bei einer Unterschreitung die Lyse fortgesetzt wird, bis eine erneut abgeschätzte Lyseeffizienz den vorgegebenen Wert überschreitet.

Vorzugsweise umfasst die Auswerteeinrichtung 200 ein Display 220 zur Anzeige der ermittelten Konzentrationswerte und der abgeschätzten Lyseeffizienz an einen Benutzer. Figur 1 zeigt somit auch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

System 400, welches die Analysevorrichtung 100 und die Steuervorrichtung 200 umfasst, und wobei die Ausleseeinheiten 160 in Form von optischen

Erfassungseinheiten 160 einen Teil der Analysevorrichtung 100 bilden. In Figur 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Systems 400 mit einer Analysevorrichtung 100 und einer Steuervorrichtung 200 gezeigt, wobei in diesem Beispiel die Ausleseeinheiten in Form einer einzelnen Ausleseeinheit 160 Teil der Steuervorrichtung 200 sind. Die Ausleseeinheit 160 ist mit der Schnittstelle 210 der Steuervorrichtung 200 und mit der

Auswerteeinrichtung 250 der Steuervorrichtung verbunden und ist eingerichtet, ein über die Schnittstelle 210 übermitteltes optisches Signal auszulesen und an die Aus Werteeinrichtung 250 weiterzuleiten. Die Schnittstelle 210 der

Steuervorrichtung 200 ist über eine als Lichtleiter ausgeführte Verbindung 300 mit der gemeinsamen Schnittstelle 115 der Analysevorrichtung 100 verbunden. In Figur 2 ist beispielhaft ferner eine der Kammern 104 der Analysevorrichtung

100 mit einem trockenchemischen Testelement 150 dargestellt, wobei eine Bild des Testelements 150 über einen mit der Kammer 104 verbunden Lichtleiter 109 an die gemeinsame Schnittstelle 115 übermittelt werden kann. Alternativ zum Lichtleiter 109 kann die Kammer 104 auch einen transparenten Wandabschnitt zu einem Außenbereich der Analysevorrichtung 100 umfassen, so dass ein Bild des Testelements 150 direkt über die als Lichtleiter ausgeführte Verbindung 300 an die Schnittstelle 210 der Steuervorrichtung 200 übermittelt werden kann, wenn die Verbindung 300 zumindest teilweise mit dem transparenten

Wandabschnitt überlappt. Die Anordnung der Ausleseeinheiten als Teil der Steuervorrichtung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Analysevorrichtung eine Einweg- oder Wegwerfkomponente darstellt und damit Herstellkosten für die Analysevorrichtung 100 reduziert werden können.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 500.

Dabei erfolgt zunächst eine Aufnahme 501 der Probe in eine Analysevorrichtung zur Analyse der Probe, gefolgt von der Durchführung 502 ein oder mehrerer Schritte der Analyse der Probe. Nach einer Kontaktierung 503 der Probe mit mindestens einem in der Analysevorrichtung angeordneten trockenchemischen Testelement während oder nach einem der Schritte der Analyse erfolgt eine

Auslese 504 des mindestens einen mit der Probe kontaktierten chemischen Testelements über eine dem mindestens einen trockenchemischen Testelement zugeordnete Ausleseeinheit der Analysevorrichtung und eine Ausgabe eines Ergebnisses der Auslese über eine erste Schnittstelle zu einer

Auswerteeinrichtung. In der Auswerteeinrichtung erfolgt eine Auswertung 505 des übermittelten Ergebnisses und daran anschließend eine Ansteuerung 506 der Analysevorrichtung durch eine die Auswerteeinrichtung umfassende

Steuervorrichtung über eine Schnittstelle der Analysevorrichtung, wobei die Art der Ansteuerung von der Auswertung 505 abhängt. Insbesondere kann die Ansteuerung eine Wiederholung der Durchführung 502 ein oder mehrerer Schritte der Analyse oder eine Initiierung eines oder mehrerer weiterer Schritte der Analyse umfassen.