Titel

Mikrofluidische Vorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer mikrofluidischen Vorrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer mikrofluidischen Vorrichtung, einem Verfahren zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung und einem Verfahren zum Betreiben einer mikrofluidischen Vorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.

Mikrofluidische Analysesysteme, sogenannte Lab-on-Chips, kurz LoCs, erlauben ein automatisiertes, zuverlässiges, schnelles, kompaktes und kostengünstiges Prozessieren von Patientenproben für die medizinische Diagnostik. Durch die Kombination einer Vielzahl von Operationen für die kontrollierte Manipulation von Fluiden können komplexe molekulardiagnostische Testabläufe auf einer sogenannten Lab-on-Chip- Kartusche, welche alternativ auch einfach als Kartusche oder als mikrofluidische Vorrichtung bezeichnet werden kann, durchgeführt werden. Lab-on-Chip- Kartuschen können beispielsweise kostengünstig aus Polymeren hergestellt werden unter Verwendung von Serienfertigungsverfahren wie beispielsweise Spritzgießen, Stanzen oder Laserdurchstrahl-Schweißen.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine mikrofluidische Vorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer mikrofluidischen Vorrichtung, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Die hier vorgestellte mikrofluidischen Vorrichtung, die auch als Lab-on-Chip- Kartusche bezeichnet werden kann, kann vorteilhafterweise zur Analyse verschiedener Probentypen eingesetzt werden und darüber hinaus in besonders einfacher und kostengünstiger Weise individualisiert werden, um die korrekte Eingabe eines definierten Probentyps in die Lab-on-Chip- Kartusche durch einen Anwender zu begünstigen. Durch die Individualisierung der Vorrichtung ist eine besonders sichere und zuverlässige Eingabe genau einer Art von Probe in die Lab-on-Chip- Kartusche möglich.

Es wird eine mikrofluidische Vorrichtung zum Analysieren von Probenmaterial vorgestellt, wobei die Vorrichtung eine Trägereinrichtung aufweist, die mit einem mikrofluidischen Netzwerk zum Prozessieren des Probenmaterials ausgebildet ist, sowie mindestens eine an der Trägereinrichtung angeordnete Probeneingabekammer und mindestens eine an der Trägereinrichtung angeordnete weitere Probeneingabekammer. Zudem umfasst die Vorrichtung zumindest eine Abdeckeinrichtung, um die Trägereinrichtung zumindest teilweise abzudecken, wobei die Abdeckeinrichtung ausgebildet ist, um die Probeneingabekammer abzudecken (und die weitere Probeneingabekammer frei oder zugänglich zulassen), oder zumindest eine weitere Abdeckeinrichtung, um die Trägereinrichtung zumindest teilweise abzudecken, wobei die weitere Abdeckeinrichtung ausgebildet ist, um die weitere Probeneingabekammer abzudecken (und die Probeneingabekammer frei oder zugänglich zulassen). Mit anderen Worten bildet den Kern der Erfindung eine Lab-on-Chip- Kartusche bestehend aus einer Trägereinrichtung, die auch als universelle mikrofluidische Vorrichtung bezeichnet werden kann, mit wenigstens zwei unterschiedlichen Probeneingabekammern, die beispielsweise für die Eingabe wenigstens eines Probentyps jeweils in optimierter Weise ausgestaltet sein können. Diese Trägereinrichtung ist mit wenigstens zwei unterschiedlichen Abdeckeinrichtungen kombinierbar, wobei abhängig von der gewählten Abdeckeinrichtung eine der wenigstens zwei unterschiedlichen Probeneingabekammern für die Eingabe wenigstens einer Probe durch einen Anwender verwendet werden kann. Dabei kann beispielsweise die erste Probeneingabekammer zum Eingeben einer Probe für einen Anwender zugänglich sein, während die wenigstens eine zweiteProbeneingabekammer von der gewählten Abdeckeinrichtung abgedeckt wird. Wird die Trägereinrichtung hingegen mit der anderen Abdeckeinrichtung kombiniert, so kann im Zuge dessen die erste Probeneingabekammer von der weiteren Abdeckeinrichtung abgedeckt werden, während die zweiteProbeneingabekammer zum Eingeben einer Probe für einen Anwender zugänglich sein kann. Unter „zugänglich sein“ kann insbesondere auch verstanden werden, dass die Abdeckeinrichtung bzw. die weitere Abdeckeinrichtung einen beweglichen Deckel für die weitere Probeneingabekammer bzw. für die Probeneingabekammer zur Eingabe einer Probe aufweist. Gemäß besonderer Ausgestaltung deckt somit jede der beiden Abdeckeinrichtungen jeweils zumindest eine der Probeneingabekammern ab und lässt zumindest eine der Probeneingabekammern für eine Eingabe einer Probe zugänglich, wobei die Abdeckeinrichtungen nicht die gleichen Probeneingabekammern abdecken. Die Abdeckeinrichtung und die weitere Abdeckeinrichtung können auch als Abdeckungselemente oder Abdeckungsvorrichtungen bezeichnet werden. Denkbar ist ferner, dass die Abdeckeinrichtung und/oder die weitere Abdeckeinrichtung lösbar an der Trägereinrichtung befestigt oder befestigbar ist/sind, beispielsweise über eine formschlüssige Verbindung wie eine Klippverbindung. In alternativer Ausgestaltung wird die Abdeckeinrichtung und/oder die weitere Abdeckeinrichtung fest mit der Trägereinrichtung verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt, und ist dann vorzugsweise nicht mehr zerstörungsfrei von der Trägereinrichtung lösbar. Für eine molekulardiagnostische Analyse einer Probensubstanz innerhalb einer Lab-on-Chip- Kartusche eignen sich im Allgemeinen unterschiedliche Typen von Probenmaterial beziehungsweise Probensubstanzen. Neben Flüssigproben, in denen die nachzuweisenden Spezies in einer wässrigen Umgebung vorliegen, bieten sich insbesondere auch beispielsweise Abstrichproben an, bei denen die Probensubstanz an eine Probennahmevorrichtung, beispielsweise einem sogenannten Swab beziehungsweise beflocktem Tupfer in angebundener Form vorliegen kann. Um das Probenmaterial mit den nachzuweisenden Spezies in das mikrofluidische System zu überführen, verfügen Lab-on-Chip- Kartuschen meist über wenigstens eine Probeneingabekammer, welche zur Eingabe des Probenmaterials dient. Je nach Probentyp eignet sich in vorteilhafter Weise eine Verwendung von unterschiedlichen Probeneingabekammern, welche jeweils speziell auf einen bestimmten Probentyp maßgeschneidert sind, um beispielsweise dem Anwender eine besonders einfache und sichere Eingabe der Probensubstanz in die Lab-on- Chip- Kartusche zu ermöglichen und zusätzlich oder alternativ eine besonders hohe Extraktionseffizienz bei der mikrofluidischen Überführung des Probenmaterials von der eingegebenen Probe in das mikrofluidische System zu erzielen. Die hier vorgestellte mikrofluidische Vorrichtung bietet vorteilhafterweise neben der regulären einen Probeneingabekammer eine weitere Probeneingabekammer, sodass beispielsweise unterschiedliche Probentypen unter Verwendung der gleichen Vorrichtung in das mikrofluidische Netzwerk überführt und prozessiert werden können. Durch das Abdecken jeweils einer Probeneingabekammer durch die Abdeckeinrichtung kann zudem vorteilhafterweise vermieden werden, dass beispielsweise durch einen Anwenderfehler die falsche Probeneingabekammer für einen bestimmten Probentyp verwendet wird. Durch das Vorhandensein von lediglich einer Probeneingabeöffnung in der Vorrichtung kann vorteilhafterweise ein besonders einfaches Handling bei der Probeneingabe in die Vorrichtung erzielt werden. Insbesondere kann es genügen, lediglich ein Deckelelement zu schließen im Unterschied zu einer Kartusche mit wenigstens zwei separaten Probeneingabeöffnungen, welche jeweils separat voneinander verschlossen werden müssen, insbesondere nachdem lediglich nur genau eine Probe in die Vorrichtung eingegeben wurde. Dementsprechend kann durch den hier vorgestellten Ansatz gegebenenfalls auch die Produktwahrnehmung des Anwenders verbessert werden. Anders formuliert ist mit der hier vorgestellten Vorrichtung vorteilhafterweise genau eine universelle Variante einer Lab-on- Chip- Kartusche ausreichend, um unterschiedliche Probentypen damit analysieren zu können. Zwar wird auf diese Weise eine etwas höhere Komplexität der Lab-on-Chip- Kartusche in Kauf genommen, dafür kann jedoch eine Variantenvielfalt der einzelnen Bauteile zur Bildung der Lab-on-Chip- Kartusche verringert werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Probeneingabekammer ausgebildet sein, um eine Flüssigprobe einzugeben und zusätzlich oder alternativ kann die weitere Probeneingabekammer ausgebildet sein, um eine Abstrichprobe einzugeben. Die Probeneingabekammer und die weitere Probeneingabekammer können zum Beispiel ausgebildet sein, um unterschiedliche Probentypen in das mikrofluidische Netzwerk der Trägereinrichtung zu überführen. Bei den verschiedenen Probentypen kann es sich beispielsweise zum einen um eine Flüssigprobe und zum anderen um eine Abstrichprobe handeln, welche initial zum Beispiel an einer Probennahmevorrichtung, welche auch als Swab beziehungsweise beflockter Tupfer bezeichnet werden kann, in angebundener Form vorliegen kann. Beispielsweise kann die Probeneingabekammer für eine Flüssigprobe in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine kreisrunde Öffnung beispielsweise an der Oberseite der Probeneingabekammer aufweisen, um ein besonders einfaches und sicheres Einbringen der Flüssigprobe zum Beispiel mittels einer Pipette in die Vorrichtung zu ermöglichen. Bei der Flüssigprobe kann es sich beispielsweise um eine wässrige Lösung handeln, beispielsweise gewonnen aus einer biologischen Substanz, beispielsweise humanen Ursprungs, wie einer Körperflüssigkeit, eines Abstrichs, eines Sekrets, Sputum, einer Gewebeprobe oder einer Vorrichtung mit angebundenem Probenmaterial. In der Probenflüssigkeit können sich beispielsweise Spezies von medizinischer, klinischer, diagnostischer oder therapeutischer Relevanz wie beispielsweise Bakterien, Viren, Zellen, zirkulierende Tumorzellen, zellfreie DNA, Proteine oder andere Biomarker oder insbesondere Bestandteile aus den genannten Objekten befinden. Die weitere Probeneingabekammer für eine Abstrichprobe, welche an einer Probennahmevorrichtung in angebundener Form vorliegen kann, kann hingegen in einer vorteilhaften Ausführungsform beispielsweise eine im Hinblick auf die Probennahmevorrichtung hin optimierte geometrische Form aufweisen, welche sich in vorteilhafter Weise eignet, um das Probenmaterial von der Probennahmevorrichtung mikrofluidisch herunterzulösen. Beispielsweise kann es sich bei der Probennahmevorrichtung um einen sogenannten Swab beziehungsweise beflockten Tupfer mit einer angebundenen Abstrichprobe handeln, beispielsweise einem Nasen-Rachen-Abstrich (Nasopharynx-Abstrich), einem Wundabstrich oder einem Vaginal-Abstrich. In der Abstrichprobe können sich beispielsweise Spezies von medizinischer, klinischer, diagnostischer oder therapeutischer Relevanz wie beispielsweise Bakterien, Viren, Zellen, zellfreie DNA, Proteine oder andere Biomarker oder insbesondere Bestandteile aus den genannten Objekten befinden. Darüber hinaus kann die weitere Probeneingabekammer beispielsweise Elemente besitzen, welche eine Führung der Probennahmevorrichtung bei der Eingabe in die Vorrichtung bewerkstelligen können, um so ein besonders definiertes und sicheres Eingeben der Probennahmevorrichtung mit der Abstrichprobe in die Vorrichtung zu ermöglichen. Das hat den Vorteil, dass unterschiedliches Probenmaterial beziehungsweise unterschiedliche Probentypen zum Durchführen unterschiedlicher Analyseprozesse in die mikrofluidische Vorrichtung eingegeben werden kann beziehungsweise können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Abdeckeinrichtung und die weitere Abdeckeinrichtung innerhalb eines Toleranzbereichs gleiche Außenabmessungen aufweisen. Beispielsweise können die Abdeckeinrichtung und die weitere Abdeckeinrichtung derart ähnlich beschaffen sein, dass sie vorteilhafterweise an derselben Fertigungslinie einsetzbar sein können und mit der beispielsweise zuvor hergestellten Trägereinrichtung unter Verwendung desselben Fertigungsroboters kombiniert werden können. Zu diesem Zweck können die Abdeckungselemente beispielsweise vergleichbare Außenabmessungen aufweisen, mit einem Toleranzbereich von zum Beispiel 2%. Zusätzlich oder alternativ können die Abdeckeinrichtung und die weitere Abdeckeinrichtung beispielsweise einen vergleichbaren Satz an Rastelementen aufweisen, welche zum Beispiel ein Einrasten jeweils genau eine der Abdeckeinrichtungen in dieselbe Trägereinrichtung ermöglichen können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung mindestens ein Kombinationselement zum mechanischen Verbinden der Trägereinrichtung mit der Abdeckeinrichtung und zusätzlich oder alternativ der weiteren Abdeckeinrichtung umfassen. Beispielsweise kann die Trägereinrichtung spezielle Kombinationselemente aufweisen, welche ausgebildet sein können, eine festsitzende mechanische Verbindung mit den Abdeckungselementen herzustellen. Beispielsweise kann es sich dabei um Rastelemente handeln, welche vorteilhafterweise ein sicheres und gegebenenfalls irreversibles Einrasten wenigstens eines Abdeckungselements in die Trägereinrichtung gestatten können. Auf diese vorteilhafte Weise kann einerseits eine einfache mechanische Verbindung der Trägereinrichtung mit der Abdeckeinrichtung und der weiteren Abdeckeinrichtung erzielt werden und andererseits kann verhindert werden, dass sich die Abdeckungselemente ungewollt von der Trägereinrichtung ablösen beziehungsweise ablösen lassen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Abdeckeinrichtung und zusätzlich oder alternativ die weitere Abdeckeinrichtung ein Verschlusselement zum reversiblen Verschließen der Probeneingabekammer und zusätzlich oder alternativ der weiteren Probeneingabekammer umfassen. Beispielsweise kann in der Abdeckeinrichtung und zusätzlich oder alternativ in der weiteren Abdeckeinrichtung ein bewegliches Verschlusselement integriert sein, welches das Verschließen einer Probeneingabeöffnung durch den Anwender ermöglichen kann beispielsweise nach der Eingabe von Probenmaterial in die Probeneingabekammer oder die weitere Probeneingabekammer.

Vorteilhafterweise kann dadurch ein besonders einfaches Handling der Lab-on- Chip- Kartusche beim Verschließen der Probeneingabekammer beziehungsweise der weiteren Probeneingabekammer durch den Anwender ermöglicht werden, da insbesondere kein separat zu der Vorrichtung vorliegendes Verschlusselement zum Verschließen der Probeeingabekammer erforderlich sein kann.

Zudem kann die Abdeckeinrichtung mindestens ein an dem Verschlusselement angeordnetes Schließelement zum irreversiblen Verschließen des Verschlusselements aufweisen. Beispielsweise kann es sich bei dem Schließelement um mindestens ein weiteres Rastelement handeln.

Vorteilhafterweise kann durch das Implementieren des Schließelements in das Abdeckungselement ein sicheres und irreversibles Verschließen der Probeneingabekammer und zusätzlich oder alternativ der weiteren Probeneingabekammer bewirkt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Abdeckeinrichtung und zusätzlich oder alternativ die weitere Abdeckeinrichtung mindestens ein Informationselement zum Bereitstellen einer vorrichtungsspezifischen Information aufweisen. Beispielsweise kann die Abdeckeinrichtung und zusätzlich oder alternativ die weitere Abdeckeinrichtung jeweils wenigstens eine individualisierte Information aufweisen. Die Information kann beispielsweise als graphische Information in Form von durch einen Anwender interpretierbaren Symbolen, wie beispielsweise Buchstaben und zusätzlich oder alternativ Piktogrammen ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise kann mittels des Informationselements dem Anwender beispielsweise der in Kombination mit der Lab-on-Chip- Kartusche zu verwendende Probentyp sowie gegebenenfalls darüber hinaus die korrekte Eingabe der Probe in die Lab-on-Chip- Kartusche aufgezeigt werden. In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform kann es sich bei dem Informationselement um eine maschinenlesbare Information, wie beispielsweise einen QR-Code, einen Data-Matrix-Code, einen Strich-Code und zusätzlich oder alternativ eine per RFID übertragbare Information handeln. Diese kann zum Beispiel an der Abdeckeinrichtung und der weiteren Abdeckeinrichtung vorhanden sein, um vorteilhafterweise einem Analysegerät, welches beispielsweise zum Prozessieren der Lab-on-Chip- Kartusche ausgestaltet sein kann, den genauen Kartuschen-Typ zu übergeben und das Durchführen eines insbesondere probentypspezifischen Ablaufprotokolls zu ermöglichen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung einen Vorratsbehälter zum Bereitstellen von Reagenzien an die Vorrichtung umfassen, wobei der Vorratsbehälter mindestens eine Informationseinheit zum Bereitstellen mindestens einer reagenzienspezifischen Information aufweisen kann. Beispielsweise kann die Trägereinrichtung einen Vorratsbehälter in Form eines sogenannten Reagenzien- Riegels umfassen, welcher zur Kombination mit individuellen Flüssigreagenzien vorgesehen sein kann. Beispielsweise können pro Vorrichtung bis zu drei verschiedene Flüssigreagenzien in einem Reagenzien-Riegel in drei folien verschweißten Flüssigreagenzien- Vorlagerungskammern eingeschlossen sein. Der Reagenzien-Riegel kann zum Beispiel eine Zusammenstellung von Flüssigreagenzien beinhalten, welche zum Prozessieren einer in die Vorrichtung eingegebenen Probennahmevorrichtung vorgesehen sein können. Zusätzlich oder alternativ kann der Reagenzien-Riegel beispielsweise eine Zusammenstellung von Flüssigreagenzien beinhalten, welche zum Prozessieren einer in die Vorrichtung eingegebenen Flüssigprobe vorgesehen sein können. Dabei kann die Informationseinheit ausgebildet sein, um Informationen zu dem in dem Reagenzien-Riegel beinhalteten Reagenzien an einen Nutzer bereitzustellen. Neben einer Bezeichnung der vorliegenden Flüssigreagenzien können beispielsweise mittels eines Data- Matrix- Codes auch beispielsweise eine Chargen-Bezeichnung und zusätzlich oder alternativ Informationen zur Abfüllung der Reagenzien bereitgestellt werden. Die Informationen können vorteilhafterweise während der Fertigung der Lab-on-Chip- Kartusche abgerufen werden, um sicherzustellen, dass die Trägereinrichtung jeweils mit den korrekten Flüssigreagenzien bestückt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Auswertekammer zum Auswerten von Probenmaterial umfassen, wobei die Auswertekammer fluidisch mit der Probeneingabekammer und der weiteren Probeneingabekammer verbunden oder verbindbar sein kann. Die Auswertekammer kann zum Beispiel einen Chip mit einem Array aus Mikrokavitäten umfassen, wobei in den Mikrokavitäten beispielsweise spezifische Reagenzien vorgelagert sein können, welche einen Nachweis unterschiedlicher Targets beispielsweise in einer Flüssigkeit ermöglichen können. So kann vorteilhafterweise eine Analyse beziehungsweise eine Auswertung des in die Probeneingabekammer sowie in die weitere Probeneingabekammer eingegebenen Probenmaterials erfolgen.

Gemäß einer Ausführungsform kann auch ein mikrofluidisches System mit einer hier vorgestellten Variante einer mikrofluidischen Vorrichtung mit der Abdeckeinrichtung und der weiteren Abdeckeinrichtung vorgesehen sein. Mit anderen Worten umfasst das System eine oben beschriebene Trägereinrichtung sowie zumindest jeweils eine oben beschriebene Abdeckeinrichtung und eine oben beschriebene weitere Abdeckeinrichtung, wobei eine der beiden Abdeckeinrichtungen bereits an der Trägereinrichtung angeordnet sein kann. Beispielsweise kann die Trägereinrichtung samt der Abdeckeinrichtung und der weiteren Abdeckeinrichtung in einer gemeinsamen Verpackungseinheit, beispielsweise einem Beutel oder Karton verpackt sein, sodass ein Nutzer des mikrofluidischen Systems schnell und je nach Einsatzszenario die passende Abdeckeinheit auf die Trägereinrichtung aufbringen kann. Hierdurch wird ein sehr flexibel einsetzbares mikrofluidisches System geschaffen.

Zudem wird ein Verfahren zum Herstellen einer Variante der zuvor vorgestellten mikrofluidischen Vorrichtung vorgestellt. Dabei umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens der Trägereinrichtung und der Abdeckeinrichtung, die ausgebildet ist, um die Probeneingabekammer abzudecken, und einen Schritt des Abdeckens zumindest eines Teils der Trägereinrichtung mit der Abdeckeinrichtung, wobei die Probeneingabekammer durch die Abdeckeinrichtung abgedeckt wird. Zudem umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines weiteren Exemplars der Trägereinrichtung und der weiteren Abdeckeinrichtung, die ausgebildet ist, um die weitere Probeneingabekammer des weiteren Exemplars der Trägereinrichtung abzudecken, und einen Schritt des Abdeckens zumindest eines Teils des weiteren Exemplars der Trägereinrichtung mit der weiteren Abdeckeinrichtung, wobei die weitere Probeneingabekammer des weiteren Exemplars der Trägereinrichtung durch die weitere Abdeckeinrichtung abgedeckt wird. Vorteilhafterweise kann unter Verwendung dieses Verfahrens eine besonders einfache und kostengünstige Individualisierung der mikrofluidischen Vorrichtung sowie eine sichere und besonders einfache Nutzung der Vorrichtung durch den Anwender ermöglicht werden. Durch die Individualisierung der Vorrichtung unter Verwendung wenigstens eines Abdeckungselements, welches erst im letzten Fertigungsschritt aufgebracht wird, ist eine weitestgehend standardisierte Fertigung der Vorrichtung möglich. Insbesondere kann beispielsweise eine Fertigungslinie genutzt werden, um zunächst eine universelle mikrofluidische Vorrichtung zu fertigen, und erst anschließend im letzten Schritt kann ein individualisiertes Abdeckungselement auf die universelle mikrofluidische Vorrichtung aufgebracht werden, welches die Individualisierung der Vorrichtung auf wenigstens einen vorgegebenen Probentyp bewirken kann. Durch die Verwendung einer universellen Trägereinrichtung kann die Anzahl der Teile, welche für die Herstellung von Lab-on-Chip- Kartuschen mit individualisierter Probeneingabe benötigt werden, wesentlich reduziert werden. Insbesondere können für die Herstellung der Trägereinrichtung unabhängig von der schlussendlich gewählten Individualisierung dieselben Bauteile/Halbzeuge eingesetzt werden, lediglich das Abdeckungselement sollte in individualisierter Form auf die universelle mikrofluidische Vorrichtung aufgebracht werden. Auf diese Weise können die zusätzlichen Fertigungskosten, welche für die Varianten der mikrofluidischen Vorrichtung mit jeweils individualisierter Probeneingabe anfallen, wesentlich reduziert werden. Ebenso können die Entwicklungskosten minimiert werden, da neben der Trägereinrichtung lediglich die probentypspezifischen Abdeckungselemente individuell entwickelt werden. Zudem wird ein Verfahren zum Verwenden einer Variante der zuvor vorgestellten mikrofluidischen Vorrichtung vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Aufnehmens der Vorrichtung in ein Analysegerät und einen Schritt des Prozessierens von in die Probeneingabekammer oder in die weitere Probeneingabekammer eingegebenem Probenmaterial umfasst.

Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Verfahren ein Schritt des Auswertens vorgesehen sein, in dem aus der Probeneingabekammer und zusätzlich oder alternativ aus der weiteren Probeneingabekammer in die Auswertekammer gebrachtes Probenmaterial ausgewertet werden kann.

Diese Verfahren können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.

Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.

Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsichtdarstellung einer Trägereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2A eine schematische Draufsichtdarstellung einer Abdeckeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2B eine schematische Draufsichtdarstellung einer weiteren Abdeckeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine schematische Draufsichtdarstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine schematische Draufsichtdarstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine schematische Draufsichtdarstellung eines Vorratsbehälters gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine schematische Draufsichtdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Trägereinrichtung mit einem Vorratsbehälter;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verwenden einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Analysegeräts zum Aufnehmen einer mikrofluidischen Vorrichtung.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung einer Trägereinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Trägereinrichtung 100 ist mit einem mikrofluidischen Netzwerk 105 zum Prozessieren von Probenmaterial ausgebildet und umfasst hierfür lediglich beispielhaft eine Probeneingabekammer 110 und eine weitere Probeneingabekammer 120. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Trägereinrichtung, die auch als universelle mikrofluidische Vorrichtung bezeichnet werden kann, eine variable Anzahl unterschiedlicher Probeneingabekammern aufweisen. In der gezeigten vorteilhaften Ausführungsform des mikrofluidischen Netzwerks 105 sind die beiden Probeneingabekammern 110, 120 in symmetrischer Weise in das mikrofluidische Netzwerk 105 implementiert, sodass jede der beiden Probeneingabekammern 110, 120 in vergleichbarer Weise für die Eingabe einer Probe nutzbar ist. Dementsprechend ist also entweder die Probeneingabekammer 110 oder die weitere Probeneingabekammer 120 nutzbar, um ein mikrofluidisches Prozessieren des eingegebenen Probenmaterials innerhalb des mikrofluidischen Netzwerks 105 durchzuführen. Abhängig von der genutzten Probeneingabekammer 110, 120 ist lediglich ein spezielles Ablaufprotokoll erforderlich, wohingegen in beiden Fällen dasselbe mikrofluidische Netzwerk 105 nutzbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Probeneingabekammer 110 lediglich beispielhaft für die Eingabe einer Flüssigprobe hin optimiert ausgebildet. Die weitere Probeneingabekammer 120 ist im Unterschied dazu lediglich beispielhaft für die Eingabe einer Probennahmevorrichtung (Swab beziehungsweise beflockter Tupfer) mit angebundenem Probenmaterial ausgebildet, also um eine Abstrichprobe einzugeben. Hierfür umfasst die weitere Probeneingabekammer 120 zur Eingabe einer Probennahmevorrichtung insbesondere über eine längliche Probeneingabeöffnung mit angeschlossener länglicher Probeneingabekammer und integrierter Stabdurchführungsausnehmung, welche eine besonders einfache und sichere Eingabe einer Probennahmevorrichtung ermöglicht. Die Probeneingabekammer 110 zur Eingabe einer Flüssigprobe hingegen weist insbesondere eine kreisförmige Probeneingabeöffnung auf, welche lediglich beispielhaft für die Eingabe einer Flüssigprobe mittels Pipettierens ausgestaltet ist. Die Trägereinrichtung 100 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit zwei verschiedenen Abdeckungselementen beziehungsweise mit einer Abdeckeinrichtung und einer weiteren Abdeckeinrichtung, wie sie in den folgenden Figuren 2A und 2B gezeigt werden, kombinierbar (siehe Figuren 3 und 4). Hierzu weist die Trägereinrichtung 100 Kombinationselemente 130, 131, 132 auf, welche eine Kombination der Trägereinrichtung 100 mit entweder der Abdeckeinrichtung oder der weiteren Abdeckeinrichtung unter Herstellung einer mechanisch schlüssigen Verbindung ermöglichen. Lediglich beispielhaft handelt es sich bei den dem ersten Kombinationselement 130 um einen kreisförmigen Aufsatz mit einer konisch zulaufenden Ausnehmung, welcher in diesem Ausführungsbeispiel zur Aufnahme eines Zentrierpins ausgeformt ist. Das zweite Kombinationselement 131 und das dritte Kombinationselement 132 sind lediglich beispielhaft als Rasthaken ausgeformt.

Fig. 2A zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung einer Abdeckeinrichtung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Abdeckeinrichtung 200 ist mit einer Trägereinrichtung, wie sie in der vorangegangenen Figur beschrieben wurde, kombinierbar und ausgebildet, um die Trägereinrichtung teilweise und die Probeneingabekammer der Trägereinrichtung vollständig abzudecken. Die Abdeckeinrichtung 200 zeichnet sich in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel insbesondere aus durch eine bewegliche Probeneingabeklappe 205 mit einem integrierten Verschlusselement 210 zum reversiblen Verschließen der weiteren Probeneingabekammer. Das Verschlusselement 210 ist lediglich beispielhaft durch eine Presspassung zum Verschluss einer Probeneingabeöffnung der weiteren Probeneingabekammer durch einen Anwender einsetzbar. Zum irreversiblen Verschließen der Probeneingabeklappe 205 umfasst das Verschlusselement 210 in diesem Ausführungsbeispiel ein Schließelement 212, das lediglich beispielhaft als Rasthaken ausgeformt ist. Mittels des Schließelements 212 wird lediglich beispielhaft ein irreversibles Verschließen der Probeneingabekammer durch einen Anwender ermöglicht. Ferner umfasst die Abdeckeinrichtung 200 in diesem Ausführungsbeispiel weitere Informationen für den Anwender. So ist auf der Abdeckeinrichtung 200 lediglich beispielhaft ein erstes Informationselement 215 angeordnet, das in diesem Ausführungsbeispiel Informationen in Form von Schriftzeichen bezüglich der Art eines in einer Lab-on- Chip- Kartusche durchführbaren Tests bereitstellt. Darüber hinaus weist die Abdeckeinrichtung 200 ein zweites Informationselement 220 auf, welches den zu der jeweiligen Lab-on-Chip- Kartusche kompatiblen Probentyp angibt. In diesem Ausführungsbeispiel gibt das zweite Informationselement 220 den genauen Typ der Probennahmevorrichtung an, wobei die dem Anwender bereitgestellte Information in diesem Ausführungsbeispiel teilweise in Form eines Piktogramms ausgestaltet ist. So ist im Zusammenhang mit dem zweiten Informationselement 220 lediglich beispielhaft eine Probennahmevorrichtung (Swab beziehungsweise beflockter Töpfer) piktografisch auf der Abdeckeinrichtung 200 dargestellt. In dem hier gezeigten besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Abdeckeinrichtung 200 zudem einen Data- Matrix- Code 225, welcher lediglich beispielhaft von einem Analysegerät erfassbar ist, um diesem den zum Prozessieren der jeweiligen Lab-on-Chip- Kartusche erforderlichen Ablauf zu übermitteln. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Abdeckeinrichtung zusätzlich oder alternativ per RFID auslesbare Informationen aufweisen.

Fig. 2B zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung einer weiteren Abdeckeinrichtung 230 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die weitere Abdeckeinrichtung 230 ist mit einer Trägereinrichtung, wie sie in der vorangegangenen Figur 1 beschrieben wurde, kombinierbar und ausgebildet, um die Trägereinrichtung teilweise und die weitere Probeneingabekammer der Trägereinrichtung vollständig abzudecken. Die weitere Abdeckeinrichtung 230 zeichnet sich in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel aus durch eine weitere bewegliche Probeneingabeklappe 235 zum reversiblen Verschließen der Probeneingabekammer der Trägereinrichtung. Ferner umfasst die weitere Abdeckeinrichtung 230 lediglich beispielhaft ein weiteres erstes Informationselement 240, das lediglich beispielhaft eine Information bezüglich der Art des Tests der Lab-on-Chip-Kartusche bereitstellt. Darüber hinaus weist die weitere Abdeckeinrichtung 230 ein weiteres zweites Informationselement 245 auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel den zu der Lab-on-Chip-Kartusche kompatiblen Probentyp angibt. Das weitere zweite Informationselement 245 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel Spezifikationen zu der Art des Probenmediums sowie dessen Menge und ist lediglich beispielhaft teilweise in Form eines Piktogramms ausgestaltet. So ist im Zusammenhang mit dem weiteren zweiten Informationselement 245 lediglich beispielhaft eine Pipette in piktographischer Weise auf der weiteren Abdeckeinrichtung 230 abgebildet, welche die Eingabe einer Flüssigprobe mittels einer Pipette symbolisiert. Zudem weist die weitere Abdeckeinrichtung 230 in diesem Ausführungsbeispiel einen weiteren Data-Matrix-Code 250 auf, welcher lediglich beispielhaft von einem Analysegerät erfassbar ist, um diesem den zum Prozessieren der jeweiligen Lab- on-Chip-Kartusche erforderlichen Ablauf zu übermitteln. Die Abdeckeinrichtung 200 und die weitere Abdeckeinrichtung 230 sind in diesem Ausführungsbeispiel mit gleichen Außenabmessungen und komplementär zueinander ausgestaltet: Bei der Abdeckeinrichtung 200 ist eine Probeneingabe über die bewegliche Probeneingabeklappe 205 in die weitere Probeneingabekammer möglich, während keine Eingabe in die Probeneingabekammer möglich ist. Umgekehrt ist bei der weiteren Abdeckeinrichtung 230 eine Probeneingabe über die weitere bewegliche Probeneingabeklappe 235 in die Probeneingabekammer möglich, während keine Eingabe in die weitere Probeneingabekammer möglich ist.

Auf diese Weise kann also durch Verwendung eines individualisierten Abdeckungselements in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass durch den Anwender fälschlicherweise eine Probeneingabe in die falsche der beiden Probeneingabekammern erfolgt. Die beiden Probeneingabeklappen 205, 235 der Abdeckeinrichtungen 200, 230 sind darüber hinaus in vorteilhafter Weise auf die jeweilige Probeneingabekammer hin optimiert: So weist die Probeneingabeklappe 205 in dieser vorteilhaften Ausführungsform beispielsweise ein optisches Fenster auf, durch welches die Position einer Probennahmevorrichtung innerhalb der Probeneingabekammer durch einen Anwender erfassbar ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die mikrofluidische Vorrichtung 300 ist ausgebildet, um Probenmaterial zu analysieren. Hierfür umfasst die Vorrichtung 300 eine Trägereinrichtung 100, die mit einem mikrofluidischen Netzwerk 105 zum Prozessieren des Probenmaterials ausgebildet ist, sowie mit einer an der Trägereinrichtung 100 angeordneten Probeneingabekammer 110 und einer weiteren Probeneingabekammer 120. Die hier dargestellte Trägereinrichtung 100 entspricht oder ähnelt der in der vorangegangenen Figur 1 beschriebenen Trägereinrichtung. Dabei ist lediglich beispielhaft die Probeneingabekammer 110 ausgebildet, um eine Flüssigprobe einzugeben, beispielsweise eine wässrige Lösung, beispielsweise gewonnen aus einer biologischen Substanz, beispielsweise humanen Ursprungs, wie einer Körperflüssigkeit, eines Abstrichs, eines Sekrets, Sputum, einer Gewebeprobe oder einer Vorrichtung mit angebundenem Probenmaterial. Die weitere Probeneingabekammer 120 ist in diesem Ausführungsbeispiel zum Eingeben einer Abstrichprobe ausgebildet. Lediglich beispielhaft ist die weitere Probeneingabekammer 120 hierfür zum Aufnehmen einer Probennahmevorrichtung mit angebundenem Probenmaterial ausgebildet, beispielsweise eines sogenannten Swabs beziehungsweise beflockten Tupfers mit einer angebundenen Abstrich- Probe, beispielsweise einem Nasen-Rachen- Abstrich (Nasopharynx-Abstrich), einem Wundabstrich oder einem Vaginal- Abstrich. Die Vorrichtung 300 umfasst weiterhin eine Abdeckeinrichtung 200, die ausgebildet ist, um die Trägereinrichtung 100 teilweise abzudecken. Die hier dargestellte Abdeckeinrichtung 200 entspricht oder ähnelt der in der vorangegangenen Figur 2A gezeigten Abdeckeinrichtung. Dabei ist die Abdeckeinrichtung 200 ausgebildet, um die Probeneingabekammer 110 abzudecken, die entsprechend in der hier gezeigten Darstellung nur durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die mikrofluidische Vorrichtung 300, die auch als Lab-on-Chip- Kartusche bezeichnet werden kann, ergibt sich also durch Kombination aus der Trägereinrichtung 100 mit der Abdeckeinrichtung 200. In einem anderen Ausführungsbeispiel, wie es in der folgenden Figur 4 dargestellt ist, kann die Vorrichtung auch aus der Kombination der Trägereinrichtung mit der weiteren Abdeckeinrichtung gebildet werden. In beiden Ausführungsbeispielen ist in vorteilhafter Weise eine individualisierte Probeneingabe verwirklicht. Abhängig von dem verwendeten Probentyp unterscheiden sich gegebenenfalls die Reagenzien, welche für das Prozessieren der Probensubstanz innerhalb der Lab-on-Chip- Kartusche erforderlich sind. In diesem Ausführungsbeispiel weist die mikrofluidische Vorrichtung 300 laterale Gesamtabmessungen von 118 x 78 mm ² auf und ist unter Verwendung von Polycarbonat (PC) und thermoplastischem Polyurethan (TPU) hergestellt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung laterale Gesamtabmessungen von beispielsweise 50 x 20 mm ² bis 300 x 200 mm ² , bevorzugt 75 x 25 mm ² bis 200 x 120 mm ² , aufweisen und kann zum Beispiel auch unter Verwendung von anderen Polymeren realisiert sein, wie beispielsweise Polystyrol (PS), Styrol- Acrylnitril-Copolymer (SAN), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Cycloolefin- Copolymer (COP, COC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polydimethylsiloxan (PDMS) oder durch thermoplastische Elastomere (TPE) wie Styrol- Blockcopolymer (TPS), beispielsweise gefertigt durch Serienfertigungsverfahren wie Spritzgießen, Thermoformen, Stanzen oder Laserdurchstrahl-Schweißen. Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Vorrichtung 300 entspricht oder ähnelt der in der vorangegangenen Figur 3 gezeigten Vorrichtung, mit dem Unterschied, dass in diesem Ausführungsbeispiel die mikrofluidische Vorrichtung 300 neben der Trägereinrichtung 100 eine weitere Abdeckeinrichtung 230 anstelle der Abdeckeinrichtung umfasst. Die weitere Abdeckeinrichtung 230 ist ausgebildet, um die Trägereinrichtung 100 teilweise abzudecken und ist ausgebildet, um die weitere Probeneingabekammer 120 abzudecken. Entsprechend ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Eingabe von Probenmaterial in die Probeneingabekammer 110 ermöglicht. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die mikrofluidische Vorrichtung auch eine Abdeckvorrichtung umfassen, die sowohl eine Eingabe von Probenmaterial in die Probeneingabekammer als auch in die weitere Probeneingabekammer ermöglichen kann. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann im Vergleich zu einer Lab-on-Chip- Kartusche mit nur genau einer zugänglichen Probeneingabekammer die Anzahl der Handling-Schritte eines Anwenders erhöht sein, welche zur Eingabe einer Probe in genau eine der beiden Probeneingabekammern erforderlich sind, da beide Probeneingabekammern vor der Eingabe der Lab-on-Chip- Kartusche in ein Analysegerät verschlossen sein sollten. Dementsprechend können zwei Handling-Schritte durch den Anwender erforderlich sein: Entweder das Verschließen beider Probeneingabekammern nach der Eingabe der Probensubstanz in eine der beiden Probeneingabekammern oder aber, falls die Probeneingabekammern initial geschlossen vorliegen, das Öffnen und Verschließen genau einer der beiden Probeneingabekammern. Zum anderen besteht darüber hinaus die Gefahr, dass der Anwender die Probensubstanz in die falsche der beiden Probeneingabekammern eingibt, welche für die Eingabe eines anderen Proben- Typs vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass nach der Eingabe der Probe in die Lab-on-Chip- Kartusche keine korrekte Analyse der Probe in dem Analysegerät möglich sein kann. Ferner können bei einer Vorrichtung mit zwei zugänglichen Probeneingabekammern abhängig von dem Probentyp gegebenenfalls auch unterschiedliche Reagenzien notwendig sein, um die eingegebene Probensubstanz in der Lab-on-Chip- Kartusche zu prozessieren. Sofern in der Lab-on-Chip- Kartusche nicht in kostspieliger Weise Reagenzien für beide Proben-Typen vorgelagert sind, kann mit einer Lab-on- Chip- Kartusche daher gegebenenfalls nur die Analyse eines bestimmten vorgegebenen Probentyps möglich sein. Erfolgt hingegen eine Eingabe eines falschen Proben-Typs in eine nicht dafür vorgesehene Lab-on-Chip- Kartusche, welche nicht die für den Probentyp erforderlichen Reagenzien enthält, so kann dies dazu führen, dass keine Analyse der eingegebenen Probe erfolgen kann, auch wenn diese beispielsweise in die korrekte Probeneingabekammer der Lab- on-Chip- Kartusche eingegeben wurde.

Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung eines Vorratsbehälters 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Vorratsbehälter 500, der auch als Reagenzien-Riegel bezeichnet werden kann, ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um Reagenzien an die mikrofluidische Vorrichtung, wie sie in den vorangegangenen Figuren 3 und 4 beschrieben wurde, bereitzustellen. In dem hier gezeigten vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind jeweils bis zu drei verschiedene Flüssigreagenzien in einem Reagenzien-Riegel in drei folienverschweißten Flüssigreagenzien-Vorlagerungskammern 505, 510, 515 eingeschlossen. Der Vorratsbehälter 500 beinhaltet in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere eine Zusammenstellung von Flüssigreagenzien, welche zum Prozessieren einer in eine Lab-on-Chip- Kartusche eingegebenen Probennahmevorrichtung vorgesehen sind. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Reagenzien-Riegel hingegen insbesondere eine Zusammenstellung von Flüssigreagenzien beinhalten, welche zum Prozessieren einer in eine Lab-on-Chip- Kartusche eingegebenen Flüssigprobe vorgesehen sind, zum Beispiel wässrige Lösungen, beispielsweise Pufferlösungen, oder Mineralöle, Silikonöle oder fluorierte Kohlenwasserstoffe. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Vorratsbehälter 500 Abmessungen auf, die mit der in der vorangegangenen Figur 1 beschriebenen Trägereinrichtung kompatibel sind. Damit der hier dargestellte Vorratsbehälter 500 von einem anderen Ausführungsbeispiel unterscheidbar ist, weist dieser eine individuelle Informationseinheit 520 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel als Data-Matrix- Code ausgebildet ist. Die Informationseinheit 520 ist lediglich beispielhaft zur Bereitstellung von Informationen über die in dem Reagenzien-Riegel vorliegenden Flüssigreagenzien ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel können mittels der Informationseinheit zusätzlich oder alternativ auch eine Chargen-Bezeichnung und/oder Informationen zur Abfüllung der Reagenzien bereitgestellt werden. Die Informationen können beispielsweise während der Fertigung der Lab-on-Chip- Kartusche abgerufen werden, um sicherzustellen, dass die Trägereinrichtung jeweils mit den korrekten Flüssigreagenzien bestückt wird.

Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsichtdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Trägereinrichtung 100 mit einem Vorratsbehälter 500. Die hier dargestellte Trägereinrichtung 100 entspricht oder ähnelt der in den vorangegangenen Figuren 1, 3 und 4 beschriebenen Trägereinrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Trägereinrichtung 100 eine Flüssigreagenzien- Aufnahme 600 auf, welche zur Kombination mit individuellen Flüssigreagenzien ausgebildet ist. Lediglich beispielhaft ist in der hier gezeigten Darstellung ein Vorratsbehälter 500 in der Flüssigkeitsreagenzien-Aufnahme 600 angeordnet. Der hier dargestellte Vorratsbehälter 500 entspricht oder ähnelt dem in der vorangegangenen Figur 5 beschriebenen Vorratsbehälter. Durch die Kombination mit einem Reagenzien- iegel ist die Trägereinrichtung 100 in diesem Ausführungsbeispiel für die Analyse einer an eine Probennahmevorrichtung angebundenen Abstrichprobe hin individualisiert. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Trägereinrichtung mit einer Variante des Vorratsbehälters für die Analyse einer Flüssigprobe individualisiert sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Trägereinrichtung eine standardisierte Flüssigreagenzien-Aufnahme aufweisen, welche beispielsweise für eine Aufnahme einer Mehrzahl von wenigstens zwei unterschiedlichen Reagenzien-Riegeln vorgesehen sein kann. Auf diese Weise kann die Anzahl der Flüssigreagenzien, welche innerhalb einer Lab-on-Chip- Kartusche zum Einsatz kommen, erhöht werden, beispielsweise um komplexere Testabläufe in der Lab- on-Chip- Kartusche durchführen zu können. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Trägereinrichtung 100 zudem eine Auswertekammer 605 zum Auswerten von Probenmaterial auf, wobei die Auswertekammer 605 lediglich beispielhaft fluidisch mit der Probeneingabekammer 110 und der weiteren Probeneingabekammer 120 verbunden ist.

Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 705 des Bereitstellens der Trägereinrichtung und der Abdeckeinrichtung, die ausgebildet ist, um die Probeneingabekammer abzudecken. Lediglich beispielhaft weist der Schritt 705 des Bereitstellens in diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Unterschritten auf. Im Unterschritt 706 des Anordnens erfolgt lediglich beispielhaft ein Anordnen wenigstens zweier Halbzeuge zur Herstellung einer Trägereinrichtung auf einem Werkstückträger. Die Halbzeuge sind lediglich beispielhaft in Teilbereichen plan und weisen gleichartige beziehungsweise ähnliche laterale Abmessungen auf. In diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfassen die Werkstückträger Justage-Stifte, welche in Justage-Durchlöcher der Halbzeuge greifen, um eine definierte Positionierung der Halbzeuge auf dem Werkstückträger sowie eine definierte relative Positionierung der wenigstens zwei Halbzeuge zueinander zu erzielen. Letzteres dient in diesem Ausführungsbeispiel zur Vorbereitung eines darauffolgenden Unterschritts 707 des Verfügens. Im Unterschritt 707 des Verfügens werden jeweils wenigstens zwei auf einem Werkstückträger angeordnete Halbzeuge zur Bildung der Trägereinrichtung miteinander verfügt. Das Verfügen der wenigstens zwei Halbzeuge erfolgt lediglich beispielhaft mit einer Serienfertigungstechnologie wie Laserdurchstrahl-Schweißen. Dabei werden die beiden Halbzeuge in diesem Ausführungsbeispiel aufeinandergepresst, um eine durchgehend gute Wärmeleitung zwischen den wenigstens zwei Halbzeugen während des Verschweißprozesses zu erreichen. Im Unterschritt 708 des Bestückens wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Halbzeug oder eine Baugruppe bestehend aus einer Mehrzahl von Halbzeugen zur Herstellung der Trägereinrichtung mit wenigstens einem weiteren Teil bestückt. Bei dem weiteren Teil handelt es sich lediglich beispielhaft um einen Reagenzien-Riegel, welcher in eine dafür vorgesehene Flüssigreagenzien- Aufnahme eingesetzt wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es sich beispielsweise um ein Reaktions-Bead, das heißt eine gefriergetrocknete beziehungsweise lyophilisierte Feststoffreagenz handeln, welche beispielsweise in eine dafür vorgesehene Ausnehmung in einem Halbzeug oder einer Baugruppe aus einer Mehrzahl von Halbzeugen zur Bildung der Trägereinrichtung eingebracht werden kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es sich beispielsweise um ein Array-Trägerelement wie beispielsweise ein Hybridisierungsarray oder ein Mikrokavitäten-Array handeln, das zur Durchführung von Nachweisreaktionen in der mikrofluidischen Vorrichtung eingesetzt werden kann. Das Array-Trägerelement kann beispielsweise in das Halbzeug oder die Baugruppe aus einer Mehrzahl von Halbzeugen zur Bildung der Trägereinrichtung eingeklebt werden. In diesem Ausführungsbeispiel folgt auf den Unterschritt 708 des Bestückens lediglich beispielhaft ein Unterschritt 709 des Wiederholens. In diesem Unterschritt werden lediglich beispielhaft der Unterschritt 706 des Anordnens, der Unterschritt 707 des Verfügens und der Unterschritt 708 des Bestückens wiederholt. Dabei wird lediglich beispielhaft durch eine mehrfache Ausführung der Unterschritte 706 des Anordnens, 707 des Verfügens und 708 des Bestückens eine mehrschichtige mikrofluidische Vorrichtung mit eingelegten Teilen wie Reagenzien-Riegeln und Feststoff- Reagenzien gebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel können auch nur zwei oder nur einer der Unterschritte wiederholt werden und/oder die Reihenfolge der Durchführung der Unterschritte kann vertauscht werden. Beispielsweise kann nach einem Unterschritt des Bestückens ein Unterschritt des Anordnens sowie ein Unterschritt des Verfügens erfolgen, um die Teile, welche im Unterschritt des Bestückens in ein Halbzeug oder einer Baugruppe bestehend aus einer Mehrzahl von Halbzeugen zur Herstellung einer Trägereinrichtung eingebracht worden sein können, innerhalb der resultierenden mikrofluidischen Vorrichtung einzuschließen beziehungsweise mit einer Einhausung zu versehen.

Auf den Schritt 705 des Bereitstellens erfolgt ein Schritt 710 des Abdeckens zumindest eines Teils der Trägereinrichtung mit der Abdeckeinrichtung, wobei die Probeneingabekammer durch die Abdeckeinrichtung abgedeckt wird. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufbringen der Abdeckeinrichtung lediglich beispielhaft durch Einrasten. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Abdecken auch durch Aufstecken erfolgen. Weiterhin umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 715 des Bereitstellens eines weiteren Exemplars der Trägereinrichtung und der weiteren Abdeckeinrichtung, die ausgebildet ist, um die weitere Probeneingabekammer des weiteren Exemplars der Trägereinrichtung abzudecken. Dabei wird in diesem Ausführungsbeispiel die Trägereinrichtung lediglich beispielhaft kongruent zu der im Schritt 705 des Bereitstellens bereitgestellten Trägereinrichtung mit entsprechenden Unterschritten bereitgestellt. Auf den Schritt 715 des Bereitstellens folgt ein Schritt 720 des Abdeckens zumindest eines Teils des weiteren Exemplars der Trägereinrichtung mit der weiteren Abdeckeinrichtung, wobei die weitere Probeneingabekammer des weiteren Exemplars der Trägereinrichtung durch die weitere Abdeckeinrichtung abgedeckt wird. In weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens 700 zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung mit individualisierter Probeneingabe können einzelne Schritte beziehungsweise Unterschritte ausgelassen oder wiederholt ausgeführt werden und/oder in der Reihenfolge mit anderen Schritten vertauscht werden.

Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 zum Herstellen einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 700 entspricht oder ähnelt dem in der vorangegangenen Figur 7 beschriebenen Verfahren, mit dem Unterschied, dass der Schritt 705 des Bereitstellens der Trägereinrichtung und der Abdeckeinrichtung parallel mit dem Schritt 715 des Bereitstellens der Trägereinrichtung und der weiteren Einrichtung erfolgt. Mit anderen Worten werden gleich ausgebildete Trägereinrichtungen bereitgestellt, die sowohl mit einer Abdeckeinrichtung als auch mit einer weiteren Abdeckeinrichtung kombinierbar sind. Im Anschluss an die Schritte 705 des Bereitstellens und 715 des Bereitstellens erfolgen in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls parallel der Schritt 710 des Abdeckens eines Teils der Trägereinrichtung mit der Abdeckeinrichtung, wobei die Probeneingabekammer durch die Abdeckeinrichtung abgedeckt wird, sowie der Schritt 720 des Abdeckens zumindest eines Teils der Trägereinrichtung mit der weiteren Abdeckeinrichtung, wobei die weitere Probeneingabekammer durch die weitere Abdeckeinrichtung abgedeckt wird. Neben der Bereitstellung einer geeigneten Probeneingabefunktionalität einer Lab-on-Chip-Kartusche sollte darüber hinaus auch eine besonders einfache Fertigbarkeit der Lab-on-Chip-Kartusche gegeben sein. In diesem Zusammenhang erscheint eine separate Fertigung von wenigstens zwei unterschiedlichen Kartuschen-Varianten mit jeweils einer auf einen bestimmten Probentyp spezialisierten Probeneingabekammer nachteilig, da die daraus resultierende Variantenvielfalt der einzelnen Bauteile zur Bildung der Lab-on-Chip-Kartusche mit einem erheblichen Mehraufwand einhergeht.

Eine Lösungsmöglichkeit besteht daher beispielsweise darin, genau eine Lab-on- Chip-Kartusche beziehungsweise eine Trägereinrichtung mit einer Mehrzahl von wenigstens zwei separaten Probeneingabekammern bereitzustellen, wobei die wenigstens zwei separaten Probeneingabekammern dieser Lab-on-Chip- Kartusche beziehungsweise Trägereinrichtung jeweils für wenigstens einen Proben-Typ optimiert sind.

Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 900 zum Verwenden einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 900 umfasst lediglich beispielhaft einen Schritt 905 des Eingebens, in dem eine Probensubstanz eines bestimmten Probentyps in die mikrofluidische Vorrichtung eingegeben wird. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt in diesem Schritt 905 des Eingebens eine Eingabe einer Probennahmevorrichtung mit angebundenem Probenmaterial, das heißt es erfolgt ein Eingeben einer Abstrichprobe. In anderen Ausführungsbeispielen kann abhängig von der Vorrichtung und der mit der Trägereinrichtung der Vorrichtung kombinierten Abdeckeinrichtung entweder eine Eingabe einer Probennahmevorrichtung mit angebundenem Probenmaterial oder die Eingabe einer Flüssigprobe in die Vorrichtung erfolgen. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung mit individualisierter Probeneingabe wird einem Anwender dabei der zu der jeweiligen Lab-on-Chip- Kartusche kompatible Probentyp ikonographisch durch das Abdeckungselement vermittelt. Das Verfahren 900 umfasst zudem einen Schritt 910 des Aufnehmens der Vorrichtung in ein Analysegerät. In diesem Schritt, der auch als Schritt des Einbringens bezeichnet werden kann, wird die mikrofluidische Vorrichtung in ein Analysegerät, welches auch als Analysevorrichtung bezeichnet werden kann, eingebracht. Auf den Schritt 910 des Aufnehmens folgt in diesem Ausführungsbeispiel ein Schritt 915 des Prozessierens von in die Probeneingabekammer eingegebenem Probenmaterial. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann im Schritt des Prozessierens auch in die weitere Probeneingabekammer eingegebenes Probenmaterial prozessiert werden. Dabei wird die Vorrichtung in dem Analysegerät prozessiert, beispielsweise um eine Probensubstanz darin zu prozessieren. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der Schritt des Prozessierens auch einen Teilschritt des Erfassens aufweisen, in welchem der genaue Typ der im Schritt des Einbringens eingebrachten Vorrichtung erfasst werden kann. Das Erfassen kann beispielsweise über einen auf einer Abdeckeinrichtung aufgebrachten Data- Matrix- Code oder durch ein Auslesen mittels RFID erfolgen. Abhängig von dem Ergebnis des Erfassens kann zum Beispiel ein spezielles Ablaufprotokoll zum Prozessieren der eingebrachten Vorrichtung aufgerufen und die eingebrachte Vorrichtung kann prozessiert werden. Lediglich beispielhaft umfasst das Verfahren 900 in diesem Ausführungsbeispiel einen weiteren Schritt 920 des Auswertens, in dem lediglich beispielhaft aus der Probeneingabekammer in eine Auswertekammer eingebrachtes Probenmaterial ausgewertet wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann im Schritt des Auswertens zusätzlich oder alternativ aus der weiteren Probeneingabekammer in eine Auswertekammer eingebrachtes Probenmaterial ausgewertet werden. Zudem erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel im Anschluss an den Schritt 920 des Auswertens ein weiterer Schritt 925 des Ausgebens, in dem die Vorrichtung aus dem Analysegerät ausgegeben wird. Optional kann im Schritt des Ausgebens zusätzlich ein Analyseergebnis ausgegeben werden.

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Analysegeräts 1000 zum Aufnehmen einer mikrofluidischen Vorrichtung. Das Analysegerät 1000 ist lediglich beispielhaft ausgebildet, um mittels einer Eingabeöffnung 1005 eine mikrofluidische Vorrichtung, wie sie in den vorangegangenen Figuren 3 und 4 beschrieben wurde, aufzunehmen um Analyseprozesse innerhalb der Vorrichtung durchzuführen. Dabei umfasst das Analysegerät 1000 in diesem Ausführungsbeispiel ein Steuergerät 1010, das ausgebildet ist, um Schritte des in der vorangegangenen Figur 9 beschriebenen Verfahrens in Bezug auf die Vorrichtung zu steuern.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.