Die Verwendung mikrofluidischer Systeme findet in der heutigen Zeit in vielen technischen Gebieten statt. Insbesondere auf dem Gebiet der modernen Analyseverfahren finden mi- krofluidische Systeme ihren Einsatz. Moderne Analysemethoden zeichnen sich unter an- derem dadurch aus, dass zur Analyse nur noch geringe Probenmengen verwendet werden, sodass sich die Analysesysteme als wirkstoffschonend und umweltfreundlich erweisen. Oft- mals stehen jedoch auch zur Analyse nur geringe Probenmengen zur Verfügung, sodass ein Probenhandling häufig im Bereich von wenigen Mikrolitern erforderlich ist. Des weiteren zeigt sich, dass es z. B. im medizinischen oder diagnostischen Bereich eine Bestrebung ist, Probenmengen weitestgehend zu minimieren. Dem Patienten sollen somit aufwendige Entnahmen von Körperflüssigkeiten, wie z. B. Blutentnahme, erspart bleiben.

Eine wesentliche Voraussetzung zum Handling geringer Probenmengen ist dabei unter anderem, dass eine exakt definierte Mikrostruktur zur Probenbearbeitung vorgegeben werden kann. Dies ist z. B. bei Konzentrationsbestimmungen eines Analyten in der Probe von Bedeutung, da hier oftmals anhand der Mikrostruktur ein Probenvolumen definiert werden muss.

Bei der Herstellung mikrofluidischer Systeme zeigt sich jedoch, dass diese herstellungsbe- dingt häufig keine exakt definierten Kanalstrukturen aufweisen oder in Abhängigkeit der Herstellungsmethode, z. B. Verzweigungsstellen von Kanälen sogenannte Totvolumina verursachen. Hierbei befindet sich ein Teil eines Fluids, das als Totvolumen bezeichnet wird, aufgrund von Verzweigungen oder Verbindungen von Kanälen in Kanalbereichen, die nicht von dem durchfließenden Fluid in der Mikrostruktur durchströmt werden. Das dort befindliche Fluid steht somit, einmal in diesem Kanalbereich eingeschlossen, nicht

mehr der eigentlichen Verwendung zur Verfügung. Konzentrationsbestimmungen, um nur ein Beispiel zu nennen, werden somit fehlerhaft erstellt.

Mikrostrukturen, bei denen sich eine Herstellung als besonders schwierig erweist, sind insbesondere mikrofluidische Systeme mit einem hohen Aspektverhältnis, die in letzter Zeit immer häufiger eine Anwendung finden. Hierbei zeichnen sich mikrofluidische Kanäle mit einem hohem Aspektverhältnis dadurch aus, dass sie trotz einer geringen Breite im Bereich von nur einigen Mikrometern eine große Tiefe aufweisen, die bis in einen Bereich von einigen Zentimetern angestrebt wird. Ein Anwendungsbeispiel für Kanäle mit hohem Aspektverhältnis sind z. B. Filterungsprozesse, bei denen sich innerhalb eines Kanales ein Filtermaterial befindet. Bei einer in den Kanal aufgegebenen Probe bildet sich z. B. auf- grund der Schwerkraft ein Filtrat im unteren Bereich des Kanales, welches dort gesammelt werden kann. Hierbei ist es wichtig, dass sich der Kanal einerseits durch eine hinreichende Tiefe auszeichnet, damit ein Filterungsprozess vollständig ablaufen kann. Zum anderen soll der Kanal nur über eine geringe Breite verfügen, um somit eine Minimierung des Pro- benvolumens zu gewährleisten. Ein Beispiel für solche Filterungsprozesse ist der Bereich der Plasmagewinnung aus Blut. Hierbei werden die Blutkörperchen im oberen Bereich des Kanales im Filtermaterial zurückgehalten, während das Plasma im unteren Bereich des Kanals als Filtrat gewonnen werden kann. Prinzipiell ist eine vielfältige Anzahl an Anwen- dungsmöglichkeiten denkbar, die insbesondere im Bereich der Probenaufbereitung liegen können, und bei denen partikuläres Material, wie z. B. an Partikel gebundene Probenkom- ponenten, von den restlichen Probenbestandteilen entfernt wird.

Ein weiteres Anwendungsgebiet für mikrofluidische Kanalsysteme mit hohem Aspekt- verhältnis zeigt sich auf dem Gebiet zur Herstellung von Flüssigkeitsmischungen. Hierbei sind ebenfalls vielfältige Anwendungsmöglichkeiten denkbar, die eine effektive Mischung von geringen Probenvolumina erforderlich machen. Beispielsweise sind hierfür die Herstel- lung von Enzym-Substratgemischen, oder allgemein die Mischung von Reagenzien und Probe, bei denen häufig ein geringer Proben-und/oder Reagenzienverbrauch eine wichtige Rolle spielen, sodass die Verwendung von Mikrostrukturen hier besonders vorteilhaft ist.

Allgemein erweist sich die Verwendung von Mikrostrulcturen mit hohem Aspektverhältnis z. B. bei der Herstellung von Elutionsgradienten, Verdünnungsreihen oder Kon- zentrationsgradienten, um nur einige Beispiele zu nennen, als vorteilhaft, sobald nur mit geringem Fluidvolumina gearbeitet wird.

Zusätzliche Anwendungsbeispiele ergeben sich ebenfalls auf dem Gebiet der Analyse von Reaktionsprodukten, deren Bildung durch die Mischung von Stoffen initiiert wird, sowie bei der Analyse deren Kinetik. Zur Vermessung der Kinetik ist es dabei wichtig, dass eine Mischung der verschiedenen Stoffe, die miteinander reagieren, sofort und vollständig er- folgt, sodass ein Reaktionsstart für die gesamte Probe als einheitlich angenommen werden kann.

Es ist natürlich auch denkbar, dass aufgrund der mikrofluidischen Strukturen eine Tren- nung von komplexen Proben erfolgt, oder, dass eine kontinuierliche Entnahme einer Probe zur Analyse mittels derartiger Kanalstrulcturen bewirkt wird. Hierbei kann z. B. eine simul- tane Bestimmung mehrerer Analyte bei einmaliger Probenaufgabe verwirklicht werden, in- dem durch eine ausgewählte Fluidführung die Probe zu mehreren Testfeldern gleichzeitig verteilt wird.

Prinzipiell sind vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere für Mikrostrukturen mit einem hohen Aspektverhältnis denkbar. Besonders im Bereich der modernen Analyse, in dem oftmals Mikrobauelemente bereits verwendet werden, ist eine Integration von mikrofluidischen Kanalsystemen unumgänglich. Beispiele hierfür sind z. B. Mikrodialyse- systeme, die z. B. zur Glucosebestimmung bei Diabetikern zum Einsatz kommen.

Im Stand der Technik werden deshalb vielerlei Möglichkeiten offenbart, mikrofluidische Systeme mit hohem Aspektverhältnis herzustellen sowie Möglichkeiten für deren Anwen- dung.

Das Patent US 6,251, 248 offenbart beispielhaft eine Mikrostruktur, die aufgrund einer kon- trollierten Schwellung eines polymeren Materials geformt wird. Mittels einer elektrolyti- schen Lösung und eines ionomeren Polymers, kann aufgrund eines kontrollierten Strom- flusses das System kontrolliert geformt werden. Weiterhin werden in den Dokumenten US 6,068, 684 und US 6,051, 866 Mikrostrulcturen offenbart, die mittels Ätzprozesse sowie Be- strahlung hergestellt werden. Hierbei sind verschiedene Varianten des Ätzens und der Be- strahlung möglich, wie sie z. B. von strukturierten Belichtungen aus dem Bereich von Pho- tolackschichten bekannt sind. Das Dokument WO 99/36941 verwendet zur Herstellung von Mikrostrukturen u. a. das Pattern von Metall.

Alle genannten Methoden des Standes der Technik beinhalten den Nachteil, dass aufgrund des Herstellungsprozesses Voraussetzungen an das Material für die Mikrostruktur geknüpft werden in Abhängigkeit des gewählten Verfahrens. Oftmals erweist sich dabei eine exakte

Steuerung des Prozesses zur Ausbildung eines Kanals als schwierig, sodass eine gleichmäßige Formung der Kanalstruktur häufig nicht gewährleistet werden kann. Dies zeigt sich z. B. häufig bei Ätzverfahren, bei denen es im oberen Bereich der Kanalstruktur zu Verbreiterungen kommen kann, während das untere Kanalende verjüngt ist. Oftmals zeigt es sich deshalb, dass die Herstellung eines Kanals mit einer gewünschten Tiefe und somit die Wahl des Aspektverhältnisses durch die Herstellungsmethode begrenzt ist und nicht beliebig hoch gewählt werden kann. Mit Hilfe der im Stand der Technik gängigen Verfahren können üblicherweise Aspektverhältnisse < 3 ermöglicht werden. Des weiteren erweisen sich die Verfahren als aufwendig, sodass nicht nur aufgrund der für die Verfahren notwendigen Materialien, sondern auch durch die Herstellungsverfahren selbst erhebliche Kosten verursacht werden. Besonders für die Mischung von Flüssigkeiten zeigt sich weiter- hin, dass herstellungstechnisch-bedingt, die hierfür vorgesehenen Kanalstrukturen-wie bereits beschrieben-bei gegebener Querschnittsfläche ein geringes Aspektverhältnis auf- weisen, sodass z. B. die Mischung verschiedener Proben unvollständig und verlangsamt erfolgt. Doch auch die Materialauswahl in Abhängigkeit vom Herstellungsprozess, schrän- ken die Anwendung der jeweiligen Mikrostrulctur ein. Beispielsweise weisen die Ka- nalwände einer Mikrostruktur, welche monolithisch mittels Stereolithographie hergestellt wird, hohe Oberflächenrauhigkeiten auf, sodass eine mikroskopische Beobachtung der mikrofluidischen Struktur nicht möglich ist. Eine Verwendung einer auf diesem Wege hergestellten Mikrostruktur im analytischen Bereich, bei dem z. B. eine optische Detektion eines Fluids im Kanal erfolgen soll, wäre somit nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mikrofluidisches System mit hohem Aspekt- verhältnis sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems bereitzustellen, das die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwindet.

Die Erfindung beinhaltet ein Kanalsystem für mikrofluidische Ströme mit einem großen Aspektverhältnis. Das Kanalsystem weist einen ersten und einen zweiten Körper auf, die miteinander in der Weise verbunden sind, dass eine erste Oberfläche des ersten Körpers und eine zweite Oberfläche des zweiten Körpers einen definierten Abstand zueinander haben und dadurch einen ersten fluidischen Kanal zwischen der ersten und der zweiten Oberflächen gebildet wird. Weiterhin beinhaltet das Kanalsystem einen dritten Körper, der mit den genannten zwei Körpern oder einem weiteren Körper ebenfalls in der Weise ver- bunden ist, dass eine dritte Oberfläche des dritten Körpers mit jeweils einer weiteren Ober- flächen von zwei Körpern einen definierten Abstand zueinander aufweisen und dadurch ein zweiter fluidischer Kanal zwischen der dritten Oberflächen und der zwei weiteren

Oberflächen gebildet wird. Das so entstehende Kanalsystem ist dadurch charakterisiert, dass der erste Kanal den zweiten Kanal kreuzt, sodass das Kanalsystem mindestens drei fluidische Anschlüsse beinhaltet, durch die ein Fluid zu-und/oder abfließen kann.

Das erfindungsgemäße Kanalsystem zeichnet sich durch ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren aus. Hierbei sind die Materialien der Körper frei wählbar und kön- nen dem jeweiligen vorgesehenen Anwendungsgebiet angepasst werden. Vorzugsweise besitzen die Körper eine Oberflächenbeschaffenheit mit einer geringen Rauhigkeit im Ver- hältnis zu dem definierten Abstand zwischen den Oberflächen, der im folgenden auch als Kanalbreite bezeichnet wird. Die Oberflächenbeschaffenheit zeichnet sich weiterhin vor- teilhafterweise dadurch aus, dass sie sich inert gegenüber den zur Verwendung vorge- sehenen Fluiden verhält.

Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist es möglich, durch die Dimensionen der Körperoberflächen die Tiefe des Kanales und durch die Wahl des definierten Abstandes zweier Oberflächen die Breite des Kanales frei zu wählen. Im Vergleich zum Stand der Technik kann hierdurch das Aspektverhältnis beliebig hoch gewählt werden, und zwar können für die erfindungsgemäße Vorrichtung Aspektverhältnisse von >10 oder gar >100 erreicht werden.

Die erfindungsgemäßen mikrofluidischen Kanalstrukturen zeichnen sich weiterhin da- durch aus, dass eine exakt definierte Struktur ausgewählt werden kann, die eine Kreuzung zweier Kanäle ermöglichen, ohne dass sich ein Totvolumen an den Kreuzungsstellen aus- bildet.

Der Begriff fluidischer Anschluss wird im Sinne der Erfindung durch die Strömungsrich- tung des Fluids näher definiert, sodass in Abhängigkeit der Strömungsrichtung ein flui- discher Anschluss auch als Zufluss bzw. Abfluss bezeichnet werden kann. Ein erfindungs- gemäßes Kanalsystem kann hierbei natürlich mehrere Strömungsrichtungen aufweisen, die im folgenden auch als Flußrichtung bezeichnet wird. Die Strömungsrichtung ändert sich hierbei in Abhängigkeit der geometrischen Ausrichtung des jeweiligen Kanals. Das erfin- dungsgemäße Kanalsystem ist so ausgebildet, dass es mindestens drei fluidische Anschlüsse aufweist, die miteinander fluidisch verbunden sind. Prinzipiell kann das Kanalsystem je- doch beliebig viele Kanäle sowie Zu-und Abflüsse beinhalten, wobei sich die Kanäle zu- mindest teilweise kreuzen. Die Breite der Kanäle wird dabei, wie bereits beschrieben, durch den Abstand der Oberflächen der jeweiligen Körper definiert und kann dabei fast beliebig klein bis z. B. in den Bereich von wenigen Mikrometern gewählt werden. Durch die Größe

der Körper, d. h. die Seitenlängen der Oberflächen von zwei miteinander verbundenen Oberflächen, die die Tiefe des Kanals bestimmen, und vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur Flussrichtung des Fluids verlaufen, ist jede beliebige Tiefe für das Kanal- system frei wählbar, sodass problemlos eine Tiefe von mehreren Zentimetern erreicht werden kann. Das erfindungsgemäße Kanalsystem kann folglich Aspektverliältnisse > 3 im Vergleich zum Stand der Technik mühelos erzielen. Durch das Zusammenfügen der Kör- per-wie beschrieben-können beliebige Formen von Kreuzung der Kanäle gebildet wer- den, ohne dass hierbei ein Totvolumen entsteht.

Beispielsweise seien hier die Ausbildungen von sich kreuzenden Kanälen in Form eines T-, Y oder Kreuzstückes genannt. Bei der Mischung von Flüssigkeiten zeigt das erfindungsge- mäße Kanalsystem, dass eine direkte Durchmischung von Fluiden problemlos möglich ist.

Weiterhin wird durch die Verwendung von sich kreuzenden Kanälen mit hohem Aspekt- verhältnis die Mischung der Fluide erheblich begünstigt, da sich im Gegensatz zum Kanal- system mit niedrigem Aspektverhältnis, bei gegebener Querschnittsfläche die Zeit bis zur vollständigen Durchmischung verringert. Dies ist durch eine Vergrößerung der Kontakt- flächen"der an sich grenzenden Kanäle zu erklären und wird anhand der Figuren im Fol- genden noch näher erläutert.

Vorteilhafte Ausführungsform des Kanalsystems weisen bevorzugt die genannten, sich kreuzenden Strukturen auf.

Beinhaltet das Kanalsystem drei Körper, von denen zwei Körper bereits zu einem mikro- fluidischen Kanal verbunden sind, wird z. B. der dritte Körper mit jeweils einer Oberfläche des ersten und des zweiten Körpers so verbunden, dass die sich kreuzenden Kanäle im we- sentlichen ein T-Stück oder ein Y-Stück bilden. Beinhaltet das Kanalsystem weiterhin einen vierten Körper, sodass der dritte Körper mit jeweils einer Oberfläche des ersten und mit einer Oberfläche des vierten Körpers verbunden ist, und eine weitere Oberfläche des vier- ten Körpers mit einer weiteren Oberfläche des zweiten Körpers verbunden ist, bilden die sich kreuzenden Kanäle im wesentlichen ein Kreuzstück. Die Form der Kanalstruktur ist prinzipiell frei wählbar, sodass beliebig viele Möglichkeiten denkbar sind. In Abhängigkeit von der Anordnung und der Form der Körper kann somit jede beliebige Form von sich kreuzenden Kanälen gebildet werden. Um ein möglichst hohes Aspektverhältnis zu erhal- ten, sind in einer bevorzugten Ausführungsform die Abstände zwischen den Oberflächen der Körper < als 1 mm, wobei bevorzugterweise die Seitenlängen der miteinander verbun- denen Oberflächen, die im wesentlichen senkrecht zur Flussrichtung verlaufen, eine Länge

von > 1 cm besitzen, sodass durch diese Seitenlänge eine entsprechende Tiefe des Kanals gebildet wird. Es zeigt sich bei einigen Anwendungsgebieten, wie z. B. Filtrationsprozessen, dass die Seitenlängen der Körper, die die Tiefe des Kanals bestimmen, ebenfalls parallel zur Flußrichtung ausgerichtet sein können. Das Fluid fließt dann entlang der Kanaltiefe, was sich z. B. bei Trennverfahren, die die Schwerkraft ausnutzen, als vorteilhaft erweisen kann.

Generell zeichnet sich eine vorteilhafte Ausführungsform des Kanalsystems dadurch aus, dass die Seitenlängen der Oberfläche, die die Tiefe des Kanals bestimmen, um eine viel- faches größer sind, als der definierte Abstand zwischen den Oberflächen, sodass sich ein großes Aspektverhältnis ergibt. Bevorzugterweise ist das Aspektverhältnis mindestens eines Kanals im Kanalsystem > 3. Vorteilhafterweise sind die Oberflächen, die den Kanal begren- zen, planar ausgebildet, sodass der gebildete Kanal zwischen den Oberflächen möglichst eben geformt ist. Dies bedeutet, dass die Rauhigkeit der Oberflächen möglichst klein ge- wählt wird, im Verhältnis zur vorgesehenen Kanalbreite. In einer vorteilhaften Ausfüh- rungsform weist das Kanalsystem Verbindungselemente auf, welche von den zu verbinden- den Körpern unabhängige Elemente darstellen und durch die die jeweiligen Körper mitein- ander verbunden werden. Diese Verbindungselemente besitzen vorzugsweise eine konstan- te Dicke, sodass die Kanalbreite, die sich daraus ergibt, ebenfalls konstant ist. Beispielsweise werden solche Verbindungselemente aus einer Folie gebildet, die z. B. eine Dicke von < 100 um aufweist. Erfindungsgemäß bevorzugt ist, dass die Verbindungselemente nur als Ab- standshalter während des Herstellungsprozesses verwendet werden, um einen gleich- mäßigen Abstand zwischen den Oberflächen der Körper zu garantieren und nach dem Ver- binden der Körper aus dem Kanalsystem wieder entfernt werden. Hierbei besteht z. B. die Möglichlceit, die Körper miteinander durch ein Klebemittel zu verbinden.

Das Klebemittel kann sowohl als Verbindungselement selbst dienen und bei gleichmäßi- gem Auftragen einen definierten Abstand zwischen den Oberflächen ermöglichen. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Klebemittel zum Verbinden der Verbindungselemente mit den jeweiligen Oberflächen dient. Vorzugsweise ist das Klebemittel so beschaffen, dass hierdurch eine fluidische Abdichtung des Kanalsystems erfolgt, wobei sich das Klebemittel inert gegenüber den zur Verwendung vorgesehenen Fluiden verhält.

Vorzugsweise weisen die Oberflächen der Körper, die jeweils einen Kanal begrenzen, im wesentlichen ein gleiches Flächenmaß auf, sodass die Körper optional an die gewünschte Kanalstruktur angepasst werden können. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich hinsichtlich des gewählten Anwendungsgebietes des mikrofluidischen Systems. Ist bei- spielsweise ein Trennmedium in mindestens einem Kanal vorhanden, können z. B. einer-

seits Auftrennungen von Proben und Realctiongsgemischen und andererseits Filtrationen ausgeführt werden. Macht man sich z. B. bei Filtrationsprozessen die Schwerkraft zur Ge- winnung eines Filtrats zu nutzen, fließt das Fluid bei derartigen Anwendungen entlang der Kanaltiefe. In diesem Bereich des Kanalsystems verläuft dann die Seitenlänge der Körper, die die Tiefe dieses Kanals bestimmen, parallel zur Flußrichtung. Die Integration von zu- sätzlichen Bauelementen in das Kanalsystem zeigt sich weiterhin auf dem Gebiet der Optik als vorteilhaft. Hierbei ermöglicht die Integration von mikrooptischen Systemen, wie z. B.

Mikrolinsen, reflektierenden Oberflächen wie Spiegel und/oder Photodioden, z. B. die op- tische Detektion von Analyten in Mikrokanälen.

Beispielsweise kann durch die Integration von fokussierenden Linsen in die Kanalbegren- zungswände die erforderliche Justiergenauigkeit bei Einlcopplung der anregenden Strah- lung verringert werden, oder durch die Integration von mindestens zwei reflektierenden Flächen in die Kanalbegrenzungswände die optische Weglänge bei Absorptions-und Flu- oreszenzdektion erhöht werden, so dass es zur Steigerung der Meßempfindlichkeit kommt.

Derartige Integrationen von Bauelementen ermöglichen z. B. einen portablen Einsatz des Instruments, da sich die Justiergenauigkeiten verringern. Des weiteren ergeben sich Mög- lichkeiten zur spektrometrischen Messung in Mikrokanälen durch z. B. simultane Anre- gung und Detektion von Analyten im Kanalsystem. Hierbei ist z. B. eine Detektion von an Kanalwänden immobilisierten Analyten denkbar, um nur einige Beispiele zu nennen.

Weiterhin kann durch Einfügen von Medien, deren Volumen z. B. chemisch aktuierbar ist, eine Ventilfunktion in Mikrokanälen verwirklicht werden. Die Steuerung von Flüssen durch Ventilfunktionen in mikrofluidischen Strukturen zeigt sich beispielsweise dann als vorteilhaft, wenn Kanalsegmente temporär abgegrenzt werden sollen, um z. B. Injektions- lösungen und Reaktionsgemische fluidisch zu isolieren.

Es ist weiterhin denkbar, dass mindestens zwei Oberflächen der Körper des Kanalsystem unterschiedliche physikalische und/oder chemische Eigenschaften aufweisen, sodass das Kanalsystem hierdurch eine optimierte Anpassung an das jeweilige Anwendungsgebiet erfährt. Hierbei sind z. B. Eigenschaften der Oberfläche, wie Transparenz oder Leitfähig- keit, wie auch Eigenschaften der Materialien der Körper selbst, wie elektrische und ther- mische Leitfähigkeit, angesprochen. Zeichnet sich eine Begrenzungswand eines Mikro- kanals z. B. durch magnetisierbare Eigenschaften aus, kommt es nach Beladung des Mikro- kanals mit magnetischen Partikeln zur Retention der Partikel an der Kanalwand. Eine der- artige Anwendung ist z. B. bei Assays, welche magnetische Partikel als austauschbare Ober-

fläche und Träger von Reagenzien, wie z. B. Antikörpern, einsetzen, von Nutzen. Auf diese Weise können durch geeignete Waschvorgänge spezifisch gebundene Probenbestandteile mit einer geeigneten Waschlösung eluiert werden.

Besitzt das Kanalsystem die Fähigkeit, die Temperatur eines Körpers gezielt zu verändern, ist es beispielsweise hierdurch möglich, durch lokale Erhitzung eines Wandelelements eine Flüssigkeitsbewegung in Richtung eines kühleren Wandelelements zu induzieren. Hierbei wird für eine thermisch induzierte Bewegung die Abhängigkeit der Oberflächenspannung von der Temperatur ausgenutzt.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung mikrofluidischer Kanalsysteme mit einem großen Aspektverhältnis, vorzugsweise mit einem Aspektverhält- nis von größer als 10. Das Verfahren beinhaltet das Verbinden einer ersten Oberfläche eines ersten Körpers mit einer zweiten Oberfläche eines zweiten Körpers in der Weise, dass ein definierter Abstand zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche vorliegt und ein flui- discher Kanal zwischen diesen Oberflächen gebildet wird. Dieser Vorgang wird wiederholt mit einer dritten Oberfläche eines dritten Körpers, die mit jeweils einer weiteren Oberflä- che der zwei Körper oder eines weiteren Körpers verbunden wird. Die Körper werden über ihre Oberflächen ebenfalls wieder in der Weise miteinander verbunden, dass ein definierter Abstand zwischen den Oberflächen der Körper vorliegt, sodass ein fluidisches Kanalsystem aus mindestens zwei sich kreuzenden Kanälen gebildet wird, und die Kanäle sich in der Weise kreuzen, dass das Kanalsystem mindestens drei fluidische Anschlüsse beinhaltet, durch die ein Fluid zu-oder abfließen kann. Bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ergeben sich wie beschrieben.

Im folgenden wird anhand einiger Bespiele die Erfindung näher beschrieben, ohne dass hierdurch eine Einschränkung auf die dargestellten Ausführungsformen erfolgt.

Figur 1 : Herstellung einer mikrofluidischen Kanalstruktur mit Abstandshaltern Figur 2 : Mikrofluidische Kanalstruktur in Form eines T-Stücks mit einem Filtermedium Figur 3 : Mikrofluidische Kanalstruktur in Form eines Y-Stücks Figur 4 : Mikrofluidische Kanalstruktur mit zwei sich kreuzenden Kanälen Figur 5 : Mikrofluidische Kanalstruktur mit einem Array mikrofluidischer Kanäle Figur la bis e zeigt beispielhaft die Herstellung eines mikrofluidischen Kanalsystems mit 2 oder mehreren Kanälen. In Figur la werden 3 Körper (1-3) zu einem Kanalsystem zusam-

mengeführt. Dafür wird zunächst die Oberfläche des Körpers (1) über Verbindungsele- mente (4) mit einer Oberfläche des Körpers (2) verbunden. Aufgrund der Verbindungsele- mente ist es hierbei möglich, den Abstand der beiden Oberflächen der Körper 1 und 2 durch die Dicke der Verbindungselemente (4) zu definieren. Die Verbindungselemente (4) werden über einen Kleber mit den jeweiligen Oberflächen verbunden, wobei gleichzeitig durch den Kleber eine fluidische Abdichtung erfolgt. Die Körper 1 und 2 bilden somit einen fluidischen Kanal zwischen sich aus, der jeweils an seinem oberen und unteren Ende durch die Verbindungselemente (4) begrenzt wird. Die Tiefe des Kanals wird dabei durch die Kantenlänge (5) der Körper definiert, die senkrecht zur Flussrichtung (6) verläuft. An- hand der Zeichnung kann einfach verdeutlicht werden, dass, je nach Wahl, der Körper 1 bis 3 sowie der Verbindungselemente (4) ein beliebig hohes Aspektverhältnis eines Kanals ge- bildet werden kann. Hierbei ist lediglich darauf zu achten, dass die Verbindung zu den Ver- bindungselementen und Körpern, z. B. durch ein Harz, so beschaffen ist, dass die so ver- bundenen Kanalende für ein Fluid nicht durchlässig sind. Das verwendete Klebemittel sollte weiterhin vorteilhafterweise bereits bei der Verwendung geringer Mengen zuverlässig abdichten, sodass die Kanalbreite nicht durch das zusätzlich Auftragen des Klebemittels vergrößert wird. Hierbei ist ebenfalls auf eine gleichmäßige Verteilung des Klebemittels zu achten.

In einem weiteren Schritt wird ein dritter Körper (3) über zwei weitere Verbindungsele- mente (4) mit jeweils einer weiteren Oberfläche des Körpers 1 und 2 verbunden. Die so gebildete Kanalstruktur bildet ein T-Stück aus, in dem ein erster Kanal, gebildet durch die Körper (1 und 2), einen zweiten Kanal, gebildet durch die Körper 1, 2 und 3, kreuzt.

Figur 1 a veranschaulicht beispielhaft die Einfachheit des Verfahrens. Durch die Verwen- dung der Körper (1-3), bei denen es sich um Makrobausteine handelt, ist das Handling dieses Herstellungsverfahrens besonders einfach.

Eine weitere Vereinfachung zur Herstellung der dargestellten milcrofluidischen Struktur wird beispielhaft in Figur lb gezeigt. Hierbei werden mehrere Kanalstrukturen in T-Form gleichzeitig produziert. Bei dem Herstellungsverfahren werden zunächst zwei nahezu gleichgroße Körper (10 und 11) verwendet. In einem ersten Schritt wird der Körper (10) so geschnitten, dass sich hieraus mehrere Körper in einer gewünschten Größe ergeben. Die Schnittlinien (12a-d) des Körpers (10) bilden bei dem späteren Kanalsystem die Kanäle aus. Hierfür werden die einzelnen Körper jeweils am oberen und unteren Bereich der Schnittlinien miteinander über einen definierten Abstand verbunden. Dies kann, wie be-

reits in Figur la gezeigt, mittels Verbindungselemente erfolgen oder z. B. direkt über einen Kleber verwirklicht werden. Vorteilhafterweise können die Körper auch über ein Klebe- mittel oder eine Folie, welche auf der Oberfläche (14) aufgebracht werden, miteinander verbunden werden, sodass sich kein Klebemittel im Inneren des Kanals befindet. In diesem Fall befindet sich der obere bzw. untere Bereich der Schnittstelle nicht im Inneren des ausgebildeten Kanals, sondern ist Bestandteil der Oberflächen (14) des Körpers (10). Der geschnittene und wieder miteinander verbundene Körper (10') stellt somit eine Kanal- strulctur mit 4 parallel verlaufenden Kanälen identischer Ausbildung dar. Anschließend wird der zweite Körper (11) mit dem Körper (10') verbunden, sodass sich ein zusätzlicher Kanal (12e) bildet, in dem die Kanäle (12a-12d) einmünden. In einem abschließenden Schritt werden die zusammengefügten Körper (10'und 11) wiederum geschnitten, sodass sich jeweils vier mikrofluidische Strukturen (13a-13d), deren Kanäle ein T-Stück aus- bilden, ergeben.

Figur lc-le zeigt beispielhaft einige weitere Möglichkeiten, durch die eine Verbindung von Körpern verwirklicht und vereinfacht werden kann. Hierbei ist jeweils darauf zu acht- en, dass die Verbindung jeweils so ausgebildet ist, dass eine fluidische Abdichtung der Ka- nalsysteme erfolgt und ein definierter Abstand zwischen den einzelnen Oberflächen der Körper garantiert ist. In Figur lc werden zwei Körper aufgrund eines starken Magnetfeldes relativ zueinander positioniert. Wird die Magnetfeldstärke eines magnetischen Untergrun- des (8) hinreichend groß gewählt, kann somit eine exakte Positionierung der Körper (1 und 2) auf dem magnetischen Untergrund (8) gewährleistet werden. Ein Vorteil einer solchen Verbindungsmöglichkeit ist unter anderem, dass der Zusammenbau eines mikrofluidischen Systems schnell und variabel erfolgen kann. Des weiteren sind keine Verbindungselemente notwendig, die jeweils eine definierte Kanalbreite der Mikrostruktur festlegen. Durch die Positionierung durch ein Magnetfeld kann auf Klebemittel verzichtet werden, sodass die damit verbundenen Nachteile (gleichmäßiges Auftragen des Klebemittels sowie inertes Verhalten des Klebematerials gegenüber dem Fluid) umgangen werden können. Die Kanalbreite eines solchen verbundenen mikrofluidischen Systems kann je nach Anwen- dungsbedarf schnell variiert werden, ohne dass hierfür jeweils entsprechende Verbindungs- elemente notwendig sind. Weiterhin ist auch die Struktur des mikrofluidischen Systems selbst variabel. Das System kann somit ohne Aufwand wechselnden Anforderungsbedin- gungen genügen und diesem angepasst werden. Voraussetzung für eine derartige Verbin- dungsmöglichkeit der Körper ist jedoch, dass die Körper selber aus einem magnetischen Material bestehen. Die hieraus unter Umständen resultierenden höheren Materialkosten

eines derartigen mikrofluidischen Systems können durch den Vorteil von multiplen Ver- wendungsmöglichkeiten ausgeglichen werden. Derartige Systeme werden folglich vorteil- hafterweise nicht zur Einmalverwendung eingesetzt, sondern z. B. im Laborbereich bei wechselnden Analyseverfahren. Der leicht reversible Zusammenbau des Systems erlaubt hierbei ebenfalls eine einfach zu handhabende Reinigung der Einzelbausteine.

Eine weitere Möglichkeit, Körper miteinander zu verbinden und zueinander zu positio- nieren, wird in Figur ld gezeigt. Hierbei werden mittels einer Schablone (7) die Körper (1 und 2) relativ zueinander positioniert. Hierbei ist es einerseits denkbar, dass derartige Schablonen lediglich zur Vereinfachung des Herstellungsverfahrens dienen und nach einer Verbindung der beiden Körper (1 und 2) wieder aus dem System entfernt werden. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Schablone (7) als Verbindungselement im mikroflui- dischen System dient und in dieses integriert wird. Vorteile der Verwendung einer Scha- blone ist, dass Herstellungsverfahren von mikrofluidischen Systemen für jeweils eine Ka- nalbreite zu automatisieren. Es ist weiterhin denkbar, Schablonen spezifisch für unter- schiedliche Kanalbreiten bereitzustellen, sodass die Fertigung der Systeme vereinfacht wird.

Anforderungen an das Material der Körper werden aufgrund des Herstellungsverfahrens nicht gestellt, sodass die Materialwahl an das jeweilige Anwendungsgebiet angepasst werden kann. Ähnliches ergibt sich auch für die Positionierung der Körper (1 und 2) mittels eines Positionierungselementes (9), wie es in Figur le dargestellt wird. Hierbei wird über ein vorgegebenes Schlüssel-Schlossprinzip eine Positionierung der Körper auf ein Po- sitionierungselement (9) erzielt. Das Herstellungsverfahren setzt voraus, dass ein entspre- chendes Schlüsselelement (15) an den jeweiligen Körpern vorgesehen ist, sodass ein Zusammenwirken mit entsprechenden Elementen (16) des Positionierungselementes (9) erzielt wird. Alle gezeigten Herstellungsverfahren der Figuren lc bis le können dabei auf die Verwendung eines Klebemittels unter Umständen verzichten, wenn die gezeigten Ver- bindungen zwischen den Hilfsmitteln (7-9) und den Körpern (1 und 2) hinreichend fest erfolgt, sodass eine fluidische Abdichtung erreicht wird. Dies kann beispielsweise unter an- derem dadurch bewirkt werden, dass die Körper (1 und 2) durch ihr Eigengewicht hinrei- chend fest gegen die Elemente (7 und 9) gepresst werden, oder in dem in Figur lc gezeig- tem Beispiel hinreichende magnetische Kräfte wirken.

Figur 2 zeigt eine Obenauf-und Frontansicht eines mikrofluidischen Systems, bei denen die Kanäle eine T-Form bilden und ein Filtermaterial zur Separation einer Probe im Kanal- system vorgesehen ist.

Figur 2a zeigt die Aufsicht auf eine Kanalstruktur, die durch die Körper (1-3) gebildet wird. Im gezeigten Beispiel wird das Fluid durch den Kanal (17) zwischen den Körpern (1 und 2) eingeleitet und von dort aus in den kreuzenden Kanal (18) überführt, der durch die Körper (1, 2 und 3) begrenzt wird. Innerhalb des oberen Bereichs des Kanals (18) befindet sich ein Filtermedium (19). Wie die Frontansicht der Figur 2b zeigt, ist die Tiefe des Kanals (17) wesentlich geringer als die des angrenzenden Kanals (18). Dies kann z. B. dadurch verwirklicht werden, dass die Kantenlänge (21) der Körper (1 und 2) entsprechend kurz gewählt wird und die Körper (1 und 2) mit einem weiteren Körper (22) verbunden werden.

Zwischen den Körpern (1 und 2) und dem Körper (22) wird dabei jedoch kein Kanal ausgebildet, sondern es erfolgt eine direkte Verbindung der Elemente. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Kantenlängen (21) der Körper (1 und 2) gleich der Kantenlänge (23) des Körpers (3) gewählt wird. Hierbei muss dann die Kanaltiefe zwischen Körper (1 und 2) über ein Verbindungselement entsprechend reguliert werden. Das Verbindungselement verfügen dann über eine entsprechende Höhe, die additiv mit der Kantenlänge (21) der Kantenlänge (23) des Körpers (3) entspricht. Das Verbindungselement erstreckt sich dann vorteilhafterweise über die gesamte Kanallänge des durch Körper (1 und 2) gebildeten Kanals (17). Der Kanal (18), der durch den Körper (1, 2 und 3) gebildet wird, besitzt im Vergleich zum Kanal (17) ein wesentlich höheres Aspektverhältnis, wobei die Kanaltiefe entsprechend über die Kantenlänge (23) definiert wird. In dem Kanal (18) wird im oberen Bereich ein Filtermedium integriert. Durch die unterschiedlichen Aspektverhältnisse der beiden Kanäle fließt ein Fluid ausschließlich von dem Kanal (17) im oberen Bereich des Kanals (18) ein, in dem sich das Filtermedium (19) befindet. Das Fluid wird durch das Filtermedium (19) geleitet und wird dort separiert. Hierbei gewährleistet ein genügend hohes Aspektverhältnis, dass eine ausreichende Trennung des Fluids durch das Filtermedium erfolgt. Die Filtration erfolgt z. B. aufgrund der Schwerkraft, wobei sich das Filtrat im unteren Ende des Kanales absetzt. Mit Hilfe einer derartigen Kanalstruktur ist es folglich möglich, auch geringe Fluidmengen zu filtrieren und so z. B. eine Separation der im Fluid enthaltenen Stoffe zu erreichen. Als Filtermedium sind hierbei, in Abhängigkeit des Anwendungsgebietes, handelsübliche Filtermaterialien denkbar. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass durch die Wahl der Kanalbreite selbst ein Filterungsprozess hervorgerufen wird. Hierbei wird die Kanalbreite so klein gewählt, dass nur bestimmte, als Filtrat vorge- sehene Fluidbestandteile den Kanal passieren können. Die Anpassung der Kanalbreite auf bestimmte Fluidbestandteile ist nur ein vorteilhaftes Anwendungsbeispiel, das insbesondere durch das erfindungsgemäße Systems im Vergleich zum Stand der Technik besonders einfach zu verwirklichen ist, da eine konstante und definierte Kanalbreite über den gesam-

ten Verlauf der Kanaltiefe gewährleistet werden kann. In Abhängigkeit von dem Anwen- dungsgebiet kann natürlich auch gezielt eine vorbestimmte Verjüngung des Kanales ent- lang seiner Kanaltiefe gewählt werden. Dies wird dadurch verwirklicht, dass z. B. die Ver- bindungselemente für den oberen und dem unteren Kanalende unterschiedlich dick ge- wählt werden.

Figur 3 zeigt ein mikrofluidisches Kanalsystem, wobei die Kanäle in Form eines Y-Stücks miteinander verbunden sind. Über den Kanal (100) wird, wie in Figur 3a gezeigt, ein Fluid eingeleitet. Der Fluidstrom wird durch die Kreuzung der Kanäle (102 und 103) aufgeteilt.

An der Kreuzung der Kanäle kann hierbei z. B. durch die Wahl der Kanalbreite eine Sepa- ration des Fluids erfolgen. Im gezeigten Beispiel der Figur 3a ist die Breite des Kanals (102) kleiner gewählt als die des Kanals (103). Beispielsweise kann eine solche Kanalstruktur zur Plasmagewinnung aus Vollblut oder zur Entfernung von an Partikeln gebundenen Pro- benkomponenten dienen. Hierbei wird durch die Verzweigung des Mikrokanals der über- wiegende Anteil eines Erythrozyten vom Blutplasma getrennt. Durch die reduzierte Kanal- breite des Kanals (102) werden die Erythrozyten an der Verzweigung des Kanals (100) vom Blutplasma getrennt, sodass ein an Erythrozyten angereichertes Blut entlang des Kanals (103) fließt, während das Blutplasma aus dem Kanal (102) gewonnen werden kann. Vor- zugsweise wird hierfür die Kanalbreite des Kanals (102) so gewählt, dass sie einigen weni- gen Erythrozytendurchmessern entspricht. Das hohe Aspektverhältnis der Kanalstruktur erlaubt hierbei einen hohen Volumendurchsatz zur Plasmaseparierung, obwohl eine Mini- mierung der Kanalbreite erfolgt. Dies bedeutet, dass die Filterkapazität im dargestellten Beispiel durch die Vergrößerung der Kanaltiefe erheblich verbessert werden kann. Figur 3a zeigt, dass aufgrund des beliebig frei wählbaren Aspektverhältnisses eine Probenaufberei- tung einfach, ohne Verwendung von Filtermaterial, umgesetzt werden kann. Weitere An- wendungsbeispiele werden in Figur 3b und 3c gezeigt.

In Figur 3b werden durch die Kanäle (100) zwei unterschiedliche Fluide (107 und 108) eingeleitet, wobei es im Kanal (104) zu einer Durchmischung der Fluide kommt. Hierbei zeigt sich bei der Durchmischung der Fluide, dass bei einer groß gewählten Kanaltiefe eine Mischung von zwei verschiedenen Fluiden schnell und vollständig erfolgen kann. Dies ist dadurch begründet, dass der Kontakt der zwei Fluide entlang der gesamten Kanaltiefe erfol- gen kann. Je größer diese gewählt wird, desto größer wird die Kontaktfläche der Fluide, die zur Durchmischung vorgesehen sind. Um einen gleichen Fluidstrom im Stand der Technik bei niedrigerem Aspektverhältnis erzielen zu können, müssten hierbei die Kanäle aufgrund einer geringeren Tiefe breiter gewählt werden. Eine Gegenüberstellung der Systeme ver-

deutlicht schnell, dass eine Durchmischung zweier Fluide bei großer Kanalbreite im glei- chen Zeitraum nur unvollständig erfolgt. Prinzipiell findet die Mischung zweier Fluide bei- spielsweise-wie bereits erwähnt-zur Herstellung von Verdünnungsreihen, Konzentra- tionsgradienten, Elutionsgradienten oder z. B. Enzymsubstratgemischen statt, um nur einige Beispiele zu nennen.

Bei der Figur 3c verläuft der Fluidstrom analog zu Figur 3a. Hierbei sind jedoch die Kanäle (102) und (103) jeweils mit identischen Ausmaßen gewählt. Im gezeigten Beispiel wird die Kanalstruktur dafür verwendet, um das Fluid gleichmäßig auf die beiden Kanäle aufzu- teilen und jeweils zu einem Testfeld (110) hinzuleiten. Ein derartiges Anwendungsbeispiel wird z. B. benötigt, um mehrere Testverfahren an einer Probe gleichzeitig vornehmen zu können. Prinzipiell sind natürlich vielfältige Kanalstruktur in Form eines Netzwerkes vorstellbar, die eine Vereinfachung eines Probenhandlings verwirklichen. Durch die erfin- dungsgemäßen Mikrostrulcturen kann hierbei gleichzeitig sowohl eine Separation eines Fluids stattfinden, eine Durchmischung von Fluiden oder ein dosiertes Hinzufügen oder Abzweigen einer Fluidmenge während eines Verfahrensablaufs gewährleistet werden. Das erfindungsgemäße System ermöglicht 3-Dimensionale Verzweigung von Kanälen mit hohen wie auch geringerem Aspektverhältnis. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn hochkomplexe Kanalnetzwerke auf kleinen Grundflächen integriert werden müssen.

Generell zeigt sich, dass bei einer gegebenen Breite eines Mikrokanals die Erhöhung des Aspektverhältnisses die Zeit zur vollständigen Homogenisierung oder Separation zweier oder mehrerer Ströme erniedrigt.

Figur 4a und 4b bis 4c stellt beispielhaft die erfindungsgemäße mikrofluidische Kanal- struktur mit hohem Aspektverhältnis einer mikrofluidischen Kanalstruktur mit niedrigem Aspektverhältnis gegenüber und zeigt anhand eines chromatographischen Trennverfahren die erfindungsgemäßen Vorteile. Für ein chromatographisches Trennverfahren zweier Komponenten wird eine Probe (32) in eine mikrofluidische Kanalstruktur eingeführt. Die Kanalstruktur ist beispielhaft in dem gezeigten Beispiel als Kreuzstück ausgebildet. Gelangt die Probe (32) in die Kanalstruktur, findet eine Trennung der Probenbestandteile statt, die in Abhängigkeit des in dem jeweiligen Kanal (30 und 31) befindlichen Trennmediums eine unterschiedliche Fließgeschwindigkeit aufweisen. In Figur 4 ist dieses durch die Kenn- zeichnung der verschiedenen Probenbestandteile (32), (32') und (32") verdeutlicht. An der Verzweigung der Kanäle (31) und (30) werden die Probenbestandteile in den Kanal (31) überführt. Am Ende des Kanales (31) wird mittels eines Detektors die Probenbestandteile vermessen und identifiziert.

Allgemein zeigt sich bei Trennverfahren, dass die Trennschärfe zweier Probenbestandteile eine wichtige Bedeutung in der Analyse zukommt. Hierbei wird durch eine Verbreiterung der einzelnen Banden eines Probenbestandteiles die Trennschärfe zweier Probenbestand- teile maßgeblich erniedrigt. Es zeigt sich jedoch, dass die Trennung zweier Komponenten in einem chromatographischen Trennkanal erheblich verbessert werden kann, wenn die Breite des Kanals möglichst klein gewählt wird. Um ein vorgegebenes Probenvolumen den- noch bei gleicher Zeitdauer bewältigen zu können, muss bei einer Verringerung der Kanal- breite eine entsprechende Vergrößerung der Kanaltiefe erfolgen. Die Gegenüberstellung der Figur 4a bis 4c und 4'bis 4'c stellt diesen Effekt anschaulich dar. Unter Annahme laminarer Strömung bildet sich im fluidischen Kanalsystem ein parabolisches Strömungsprofil aus, welches die Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit von der Position innerhalb der Kanalbreite wiedergibt. Die resultierende Verteilung der Probenbestandteile (32) und (32') im Kanal (31) wird durch die Gegenüberstellung in Figur 4 verdeutlicht. Eine Verbreite- rung des Kanals führt bei der Detektion eines Stoffes zur Verbreiterung der Bande unter Annahme eines Gaus-Profils. Die Gegenüberstellung zeigt somit, dass durch die Detektion der Probenbestandteile im erfindungsgemäßen Kanalsystem mit hohem Aspektverhältnis eine wesentlich geringere Bandbreite der vom Detektor ausgegebenen Signale erzielt wer- den kann. Hierdurch bedingt wird die Trennschärfe des Systems maßgeblich erhöht. Wird die Trennschärfe bei gegebenem Probendurchsatz als konstant angenommen, ist es folglich möglich, eine Vergrößerung der Probenvolumenaufgabe zu erzielen.

Figur 5 zeigt eine milcrofluidische Kanalstruktur, die z. B. beim automatisierten Proben- handling eingesetzt werden kann. Hierbei werden mehrere Kanal-Arrays (40) in einer mikrofluidischen Struktur vereint. Die Kanal-Arrays (40) schließen dabei einen Hohlraum (41) ein, in dem sich eine Suspension befindet. Im Hohlraum (41) ist ein Rührer (42), der für eine permanente Durchmischung der Suspension (43) sorgt. Durch Wahl der geeigne- ten Kanalbreiten erfolgt eine Filtration der Suspension, sodass an den Kanalausgängen je- weils ein Filtrat (44) zur Weiterverarbeitung gelangt. Hierbei ist es z. B. denkbar, dass die Kanalbreiten der jeweiligen Kanal-Arrays unterschiedlich groß gewählt werden, sodass Fil- trate unterschiedlicher Qualität entsprechend einem späteren Anwendungsgebiet erzeugt werden. Figur 5 veranschaulicht, dass das erfindungsgemäße System ein automatisches Probenhandling selbst für mikrofluidische Ströme zulässt. Prinzipiell sind dabei vielfältige Ausführungsformen von 2-oder 3-Dimensionalen Netzstrukturen denkbar. Hierbei wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Mikrostruktur im wesentlichen keine Ein- schränkung in Form und Material auferlegt, sodass das System optimal dem jeweiligen Anwendungsgebiet angepasst werden kann. Insbesondere erweist sich das erfindungsge- mäße System und Verfahren in Anwendungsgebieten, in denen Kanäle mit einem hohen Aspektverhältnis vorteilhaft sind, als geeignet.