Titel

Abschirmvorrichtung für ein Chiplabor-Analysegerät, Chiplabor-Analysegerät und Verfahren zum Betreiben eines Chiplabor-Analysegeräts

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.

In-vitro Diagnostik (IVD) ist ein Feld von Medizinprodukten, die aus humanen Proben spezifische Größen wie eine Konzentration eines Moleküls, ein

Vorhandensein einer bestimmten DNA Sequenz oder eine Zusammensetzung von Blut messen, um eine Diagnose und Behandlungsentscheidung zuzulassen. Dies kann in einer Verkettung von mehreren Laborschritten erfolgen, wobei die Probe so aufbereitet werden kann, dass die Zielgröße störungsfrei messbar ist. Dabei können verschiedene Labormethoden mit einem jeweils für die Methode geeigneten Gerät angewandt werden. In Analysegeräten zur patientennahen Labordiagnostik, sogenannten point-of-care Geräten, können solche in-vitro Diagnostik Tests in einem Gerät abgebildet werden, um die Anzahl manueller Schritte vom Benutzer zu reduzieren. Dabei kann die Probe bzw. das Sample in eine Einwegkartusche eingegeben werden. Nach einer Eingabe der Kartusche in das Analysegerät kann der Diagnosetest vollautomatisch abgearbeitet werden.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz

Abschirmvorrichtung zum Abschirmen eines Lichtwegs zwischen einer

Optikeinheit eines Chiplabor- Analysegeräts und einer Chiplabor- Kartusche für ein Chiplabor-Analysegerät, Chiplabor-Analysegerät und Verfahren zum Betreiben eines Chiplabor-Analysegeräts gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Mit diesem Ansatz wird ein Verbindungsbauteil zum Verbinden und elektrischen Kontaktieren einer Optikeinheit eines Chiplabor-Analysegeräts mit einer auswechselbaren Chiplabor- Kartusche vorgestellt. Das Verbindungsbauteil ist ausgeformt um Licht zwischen der Optikeinheit und der Chiplabor- Kartusche zu leiten, und dichtet dazu einen Bereich zwischen der Optikeinheit und der Chiplabor- Kartusche gegenüber von anderen Lichteinflüssen wie Umgebungs oder Streulicht optisch ab. Der auf diese Weise ausgeformte Lichtweg wird zudem vor Störpartikeln wie beispielsweise herumwirbelnden Staubkörnchen geschützt, was bei optischen Messungen eine Interferenz verringert, wodurch vorteilhafterweise die Messgenauigkeit zunimmt. Durch die Realisierung einer elektrischen Schnittstelle auf dem Verbindungsbauteil wird vorteilhafterweise eine kompakte Bauweise ermöglicht.

Es wird eine Abschirmvorrichtung zum Abschirmen eines Lichtwegs zwischen einer Optikeinheit eines Chiplabor- Analysegeräts und einer Chiplabor- Kartusche für ein Chiplabor-Analysegerät vorgestellt. Die Abschirmvorrichtung umfasst einen Hohlkörper und ein an dem Hohlkörper angeordnetes Kontaktelement. Der Hohlkörper weist eine Optiköffnung zum Verbinden des Hohlkörpers mit der Optikeinheit auf. Zudem weist der Hohlkörper eine Kartuschenöffnung zum Verbinden des Hohlkörpers mit der Chiplabor- Kartusche auf. Der Hohlkörper ist dazu ausgeformt, um den Lichtweg zwischen der Optiköffnung und der

Kartuschenöffnung auszuformen und gegen Umgebungslicht abzuschirmen.

Bei dem Chiplabor-Analysegerät kann es sich um ein Gerät zum Erfassen oder Auswerten eines diagnostischen Verfahrens handeln, dass mittels eines

Chiplabors, eines mikrofluidischen Systems, durchgeführt wird. Die Chiplabor- Kartusche kann als Einweg- Kartusche ausgeführt sein und einen

mikrofluidischen Chip umfassen. Die Optikeinheit kann eine Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode sein, oder eine opto-mechanische Baugruppe, die neben der Lichtquelle beispielsweise eine Linse, ein Objektiv und einen Detektor umfassen kann. Die Optikeinheit kann auch zur optischen Diagnostik verwendet werden, beispielsweise um eine Vervielfältigung von DNA mittels einer Fluoreszenzmessung nach jedem Polymerase-Kettenreaktions-Zyklus zu beobachten. Bei dem Hohlkörper kann es sich um einen beispielsweise aus einem dunklen Kunststoff oder einem beschichteten Metall hergestellten zylindrischen starren Grundkörper handeln. Das Kontaktelement kann als Federkontaktstift oder als Nullkraftsockel ausgeführt sein. Die Optiköffnung kann beispielsweise zum form-, kraft- oder stoffschlüssigen Verbinden mit einem Element der Optikeinheit ausgeformt sein. Die Kartuschenöffnung kann beispielsweise der Optiköffnung gegenüberliegend ausgeführt sein und einen inneren Durchmesser aufweisen, der einem Durchmesser eines Totalsichtfelds der Optikeinheit entsprechen kann. Der mittels des Hohlkörpers ausgeformte Lichtweg zwischen der Optikeinheit und der Chiplabor- Kartusche kann beispielsweise verwendet werden, um von einer Lichtquelle der Optikeinheit ausgestrahltes Licht in Richtung der Chiplabor- Kartusche zu leiten, oder von der Chiplabor- Kartusche reflektiertes oder ausgestrahltes Licht in Richtung der Optikeinheit zu leiten. Das Abschirmen des Lichtwegs gegenüber

Umgebungslicht ist vorteilhaft für eine Messgenauigkeit einer mittels der Optikeinheit durchgeführten optischen Messung. Zudem kann der Hohlkörper den Lichtweg beispielsweise von Komponenten der Chiplabor- Kartusche oder des Chiplabor-Analysegeräts mit hoher Autofluoreszenz optisch separieren.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Hohlkörper als Hohlkegelstumpf ausgeformt sein. Die Kartuschenöffnung kann in diesem Fall einen größeren Durchmesser aufweisen als die Optiköffnung, dazu kann die Kartuschenöffnung beispielsweise an einer Grundfläche und die Optiköffnung an einer Deckfläche des Hohlkegelstumpfs realisiert sein. Alternativ kann der Hohlkörper auch als Hohlzylinder, als hohler Pyramidenstumpf oder als Hohlquader ausgeformt sein. Die Ausformung des Hohlkörpers als Hohlkegelstumpf ist vorteilhaft, um bei kompakter Bauweise einen großen Bereich der Chiplabor- Kartusche optisch abzuschirmen.

Die Abschirmvorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform ein weiteres Kontaktelement umfassen. Das weitere Kontaktelement kann zum weiteren elektrischen Kontaktieren der Chiplabor- Kartusche an dem Hohlkörper angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann somit eine weitere elektrische

Schnittstelle realisiert werden.

Das Kontaktelement kann gemäß einer Ausführungsform als eine Steckereinheit mit einer Mehrzahl von Stiften ausgeformt und benachbart zu der

Kartuschenöffnung angeordnet sein. Vorteilhafterweise erfolgt bei dem

Verbinden der Abschirmvorrichtung mit der Chiplabor- Kartusche dadurch neben dem elektrischen auch ein mechanisches Kontaktieren, was zu einem Fixieren der Abschirmvorrichtung an der Chiplabor- Kartusche beiträgt.

Zudem kann die Abschirmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ein

Verbindungselement zum elektrischen Kontaktieren der Optikeinheit und eine Kontaktleitung aufweisen. Das Verbindungselement kann an einer Seitenwand des Hohlkörpers angeordnet sein. Die Kontaktleitung kann zum Verbinden des Kontaktelements mit dem Verbindungselement ausgeformt sein. Das

Verbindungselement kann somit als Gegenstück des Kontaktelements ausgeführt sein. Das Verbindungselement kann beispielsweise vollständig oder teilweise an einer Außenseite der Seitenwand des Hohlkörpers angeordnet sein. Die Abschirmeinrichtung kann auch eine Mehrzahl an Kontaktelementen und Verbindungselementen aufweisen. Der Hohlkörper kann somit zum Anordnen oder Befestigen von Bauteilen für die elektrische Signalverarbeitung verwendet werden, was vorteilhaft in Bezug auf eine kompakte Bauweise ist.

Wenn die Abschirmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform das

Verbindungselement und die Kontaktleitung umfasst, kann der Hohlkörper eine Durchgangsöffnung zum Durchführen der Kontaktleitung aufweisen. Die

Durchgangsöffnung kann beispielsweise als Aussparung oder als Bohrung in dem Hohlkörper ausgeformt sein. Zudem kann die Durchgangsöffnung ausgeformt sein, das Kontaktelement und das Verbindungselement zumindest teilweise zu umschließen. Die Durchgangsöffnung ermöglicht vorteilhafterweise einen mechanischen Schutz der Kontaktleitung.

Ferner kann die Abschirmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform einen Schaltungsträger umfassen. Der Schaltungsträger kann an einer Seitenwand des Hohlkörpers angeordnet und elektrisch leitfähig mit dem Kontaktelement verbunden sein. Dies ist vorteilhaft in Bezug auf eine kompakte Bauweise. Bei dem Schaltungsträger kann es sich beispielsweise um eine Platine handeln. Die Abschirmvorrichtung kann auch eine Mehrzahl an Schaltungsträgern aufweisen, die beispielsweise um den Hohlkörper umlaufend an einer Außenseite der Seitenwand angeordnet sein können. Der Schaltungsträger kann beispielsweise zum Verarbeiten von Signalen des Kontaktelements ausgebildet sein.

Mit diesem Ansatz wird zudem ein Chiplabor-Analysegerät vorgestellt. Das Chiplabor-Analysegerät umfasst eine Optikeinheit mit einer Lichtquelle, einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen einer Chiplabor- Kartusche und eine

Ausführungsform der vorstehend genannten Abschirmvorrichtung. Im montierten Zustand der Abschirmvorrichtung ist Optiköffnung der Optikeinheit und die Kartuschenöffnung dem Aufnahmebereich zugewandt. Die Abschirmvorrichtung kann als mechanische und elektrische Schnittstelle zwischen der Optikeinheit und einer in dem Aufnahmebereich aufgenommenen Chiplabor- Kartusche verwendet werden.

Das Chiplabor-Analysegerät kann gemäß einer Ausführungsform zudem eine Anpresseinheit aufweisen. Die Anpresseinheit kann ausgebildet sein, die Chiplabor- Kartusche an die Abschirmvorrichtung anzupressen, um die

Kartuschenöffnung und das Kontaktelement mit der Chiplabor- Kartusche zu verbinden. Die Anpresseinheit kann als mechanisch oder elektrisch bewegbare Einheit ausgeführt sein. Die Anpresseinheit ermöglicht vorteilhafterweise ein exaktes Anpressen und dadurch optisches Abdichten und Verbinden der Abschirmvorrichtung mit der Chiplabor- Kartusche.

Es wird zudem ein Verfahren zum Betreiben einer Ausführungsform des vorstehend genannten Chiplabor-Analysegeräts vorgestellt. Das Verfahren weist einen Schritt des Aufnehmens und einen Schritt des Anpressens auf. Im Schritt des Aufnehmens wird die Chiplabor- Kartusche in den Aufnahmebereich aufgenommen. Im Schritt des Anpressens wird die Chiplabor- Kartusche an die Abschirmvorrichtung angepresst, um die Kartuschenöffnung und das

Kontaktelement mit der Chiplabor- Kartusche zu verbinden. Vorteilhafterweise kann ein elektrisches Kontaktieren und ein optisches Abdichten der

Abschirmvorrichtung mit der Chiplabor- Kartusche dadurch simultan erfolgen. Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Chiplabor-Analysegeräts mit einer Abschirmvorrichtung zum Abschirmen eines Lichtwegs zwischen einer

Optikeinheit des Chiplabor- Analysegeräts und einer Chiplabor- Kartusche gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 bis 4 eine schematische Darstellung einer Abschirmvorrichtung für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Teils einer Abschirmvorrichtung für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Abschirmvorrichtung für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 bis 9 eine schematische Darstellung eines Chiplabor-Analysegeräts mit einer Abschirmvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Chiplabor- Kartusche für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 11 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Chiplabor- Analysegeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.

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 Darstellung eines Chiplabor-Analysegeräts 100 mit einer Abschirmvorrichtung 105 zum Abschirmen eines Lichtwegs 107 zwischen einer Optikeinheit 110 des Chiplabor-Analysegeräts 100 und einer Chiplabor- Kartusche 115 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Chiplabor- Analysegerät 100 umfasst die Optikeinheit 110 mit einer Lichtquelle 120. In einem Aufnahmebereich 125 ist die Chiplabor- Kartusche 115 aufgenommen. Die Abschirmvorrichtung 105 umfasst einen Hohlkörper 130 und ein Kontaktelement 135. Der Hohlkörper 130 weist eine Optiköffnung 140 zum Verbinden des Hohlkörpers 130 mit der Optikeinheit 110 auf. Die Optiköffnung 140 ist im hier gezeigten montierten Zustand der Abschirmvorrichtung 105 der Optikeinheit 110 zugewandt und mit der Optikeinheit 110 verbunden. Der Hohlkörper 130 weist neben der Optiköffnung 140 eine Kartuschenöffnung 145 zum Verbinden des Hohlkörpers 130 mit der Chiplabor- Kartusche 115 auf. Hier ist die

Kartuschenöffnung 145 der Chiplabor- Kartusche 115 zugewandt und mit der Chiplabor- Kartusche 115 verbunden. Der Hohlkörper 130 ist dazu ausgeformt, den Lichtweg 107 zwischen der Optiköffnung 140 und der Kartuschenöffnung 145 auszuformen und gegen Umgebungslicht abzuschirmen. Der Lichtweg 107 kann dabei den gesamten von dem Hohlkörper 130 umschlossenen Raum zwischen der Optiköffnung 140 und der Kartuschenöffnung 145 nutzen. Das Kontaktelement 135 zum elektrischen Kontaktieren der Chiplabor- Kartusche 115 ist an dem Hohlkörper 130 angeordnet.

Der Hohlkörper 130 ist hier beispielhaft als hohler Pyramidenstumpf ausgeführt. Die Abschirmvorrichtung 105 umfasst gemäß dem hier gezeigten

Ausführungsbeispiel neben dem Kontaktelement 135 ein optionales weiteres Kontaktelement 150. Das weitere Kontaktelement 150 ist zum weiteren elektrischen Kontaktieren der Chiplabor- Kartusche 115 an dem Hohlkörper 130 angeordnet. Das Kontaktelement 135 und das weitere Kontaktelement 150 sind zum elektrischen Kontaktieren der Chiplabor- Kartusche 115 benachbart zu der Kartuschenöffnung 145 angeordnet. Die Chiplabor- Kartusche 115 weist hier beispielhaft zwei mikrofluidische Kammern auf. Zudem ist beispielhaft ein Bereich 155 der Chiplabor- Kartusche 115 gezeigt, auch„Bereich von Interesse“ oder„region of interest (ROI)“ genannt, der mittels der Optikeinheit 110 mit einem Bildsensor erfassbar ist. Dieser Bereich 155 wird mittels der Abschirmeinrichtung 105 abgeschirmt. Ein Innendurchmesser des Hohlkörpers 130 entspricht dabei einem Durchmesser des Bereichs 155, das einem Totalsichtfeld der Optikeinheit 110 entspricht. Die Optikeinheit 110 umfasst neben der Lichtquelle 120 optional eine oder mehrere Linsen und Objektive sowie einen Detektor. Die Chiplabor- Kartusche 115 ist hier beispielshaft als mikrofluidischer Einweg-Chip ausgeführt. Die Abschirmvorrichtung 105 kann auch als Lichtleitungszylinder bezeichnet werden, der den Lichtweg 107 zwischen einer festen optischen Einheit, der Optikeinheit 110 und einer Einweg-Lab-on-Chip Einheit, der Chiplabor- Kartusche 115 optisch separiert und gleichzeitig eine Schnittstelle zur elektrischen Konnektierung der Chiplabor- Kartusche 115 zum Chiplabor- Analysegerät 100 ermöglicht.

Entsprechend kann die Abschirmvorrichtung 105 auch als„Integraler Lightguide- Kegel zur Abschirmung optischer Wege und elektrischen Kontaktierung von elektro-optofluidischen Lab-on-Chip Einheiten“ beschrieben werden.

Mittels der Abschirmvorrichtung 105 ist es vorteilhafterweise möglich,

beispielsweise bei optischen Messungen den durch den Hohlkörper 130 ausgeformten Lichtweg 107 und den Bereich 155 vollständig vom Rest des Systems abzuschirmen, wodurch Streulicht und Umgebungslicht für die

Auswertung nicht mitgemessen werden. Dies ist auch vorteilhaft, wenn

Komponenten der Chiplabor- Kartusche 115 oder des Chiplabor- Analysegeräts 100 aus Materialien mit einer hohen Autofluoreszenz ausgeformt sind. Durch die Abschirmvorrichtung 105 ist hier eine optische Separation möglich. Auch Staub, der sich durch den Nutzzeitraum in dem Chiplabor-Analysegerät 100 ansammeln kann und durch die Kühlung im Chiplabor-Analysegerät 100 herumgewirbelt werden kann, wird durch die Abschirmvorrichtung 105 abgeschirmt. Diese Staubteilchen, die bei optischen Messungen, insbesondere bei örtlich

aufgelösten Messungen, eine Interferenz darstellen, werden dadurch auf ein Minimum reduziert.

Lediglich beispielhaft weist die Optiköffnung 140 einen Durchmesser von weniger als 10 mm und die Kartuschenöffnung 145 einen Durchmesser von weniger als 30 mm auf. Eine Höhe des Hohlkörpers 130 beträgt beispielsweise weniger als 50 mm.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Abschirmvorrichtung 105 für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Abschirmvorrichtung 105 ähnelt oder entspricht der anhand von Fig. 1 beschriebenen Abschirmvorrichtung und umfasst entsprechend den Hohlkörper 130 mit der Optiköffnung 140, der Kartuschenöffnung 145 und dem an dem Hohlkörper angeordneten Kontaktelement 135 und optionalen weiteren

Kontaktelementen 150.

Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Hohlkörper 130 als Hohlkegelstumpf ausgeformt. Entsprechend weist die Kartuschenöffnung 145 einen größeren Durchmesser auf als die Optiköffnung 140.

Der Hohlkörper 130 ist beispielsweise aus einem dunklen Kunststoff oder Metall, beispielsweise aus Aluminium mit einer schwarzen Eloxatschicht ausgeformt. Die Eloxatschicht hat den zusätzlichen Effekt, dass die Leitfähigkeit des Aluminiums vermindert wird. Eine Herstellung des Hohlkörpers 130 kann durch Spritzguss oder Fräsen erfolgen. Eine Seitenwand-Innenfläche des Hohlkörpers 130, ist optional mit einer schwarzen Farbe versehen. Alternativ zur Ausformung als Hohlkegelstumpf kann der Hohlkörper 130 auch als hohler Pyramidenstumpf, als Hohlquader oder als Hohlzylinder ausgeformt sein, mit einer entsprechend ausgeformten Optiköffnung 140 und Kartuschenöffnung 145.

Das Kontaktelement 135 und die hier beispielhaft gezeigten zwei weiteren Kontaktelemente 150 sind benachbart zu der Kartuschenöffnung 145 angeordnet und gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel je als eine elektrische Steckereinheit mit einer Mehrzahl von Stiften ausgeformt. Jede der

Steckereinheiten umfasst hier beispielhaft drei Stifte. Dabei steht je ein freies Ende des Stifts über dem Hohlkörper 130 hervor. Eine Längsachse der Stifte verläuft dabei parallel zu einer Längsachse des Hohlkörpers 130, die hier einer Rotationsachse des Hohlkörpers 130 als Hohlkegelstumpf entspricht. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind das Kontaktelement 135 und die weiteren Kontaktelemente 150 und damit die Stifte der Steckereinheiten an einer die Kartuschenöffnung 145 umschließenden ringförmigen Grundfläche des Hohlkörpers 130 angeordnet. Die Stifte können beispielsweise beim Verbinden mit der Chiplabor- Kartusche in entsprechende Kontaktöffnungen der Chiplabor- Kartusche eingeführt werden. Die Stifte sind beispielsweise als Federkontaktstifte oder als Nullkraftsockel ausführbar. Eine Dicke des Hohlkörpers entspricht beispielsweise einer Steckergröße der Stift der Steckereinheit.

Die Abschirmvorrichtung 105 umfasst gemäß dem hier gezeigten

Ausführungsbeispiel zudem eine Mehrzahl von Verbindungselementen 205 zum elektrischen Kontaktieren der Optikeinheit. Dabei ist jedem Kontaktelement 135, 150 ein Verbindungselement 205 zugeordnet. Die Verbindungselemente 205 sind an einer Seitenwand des Hohlkörpers 130 angeordnet, hier also ein einer äußeren Mantelfläche des Hohlkörpers 130 als Hohlkegelstumpf. Hier sind beispielhaft drei Verbindungselemente 205 gezeigt, die jeweils einem

Kontaktelement 135 oder einem weiteren Kontaktelement 150 zugeordnet sind. Ferner umfasst die Abschirmvorrichtung 105 eine Mehrzahl von Kontaktleitungen zum Bereitstellen elektrisch leitfähiger Verbindungen zwischen den

Kontaktelementen 135, 150 und den entsprechenden Verbindungselementen 205. Eine entsprechende Kontaktleitung ist nachfolgend anhand von Fig. 5 detaillierter beschrieben und beispielsweise auf der Seitenwand entlang oder durch den Hohlkörper 130 hindurchgeführt. Die Verbindungselemente 205 sind wie die Kontaktelemente 135, 150 beispielsweise als Federkontaktstift, als Steckereinheit mit mehreren Stiften oder als Nullkraftsockel realisierbar.

Lediglich beispielhaft sind vier Kontaktelemente 135, 150 und vier

Verbindungselemente 205 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Abschirmvorrichtung 105 für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Abschirmvorrichtung 105 ähnelt oder entspricht der in Fig. 2 gezeigten

Abschirmvorrichtung. Es ist eine Sicht auf ein Ende der Abschirmvorrichtung 105 gezeigt, das im montierten Zustand dem der Optikeinheit zugewandten Ende entspricht. Entsprechend ist die Optiköffnung 140 des Hohlkörpers 130 gezeigt, eine die Optiköffnung 140 umschließende ringförmigen Grundfläche 360 des Hohlkörpers 130 sowie die an der Seitenwand des Hohlkörpers angeordneten Verbindungselemente 205.

Die Abschirmeinrichtung 105 weist hier beispielhaft vier gleichmäßig zueinander beabstandete Verbindungselemente 205 auf. Die hier gezeigte Anordnung der Verbindungselemente 205 verdeutlicht die Möglichkeit, durch die starre

Geometrie des Hohlkörpers 130 an dem Hohlkörper 130 weitere elektrische Konnektierungseinheiten zu realisieren, beispielsweise auch, um weitere Einheiten des Chiplabor-Analysegeräts wie beispielsweise eine thermische Einheit elektrisch mit der Chiplabor- Kartusche zu kontaktieren. Der Hohlkörper 130 ist mit entsprechend realisierten elektrischen Schnittstellen entsprechend als universelle Konntektierungseinheit verwendbar. Dabei ist keine Änderung der Form des Hohlkörpers 130 erforderlich, was vorteilhaft in Bezug auf eine kompakte Bauweise und eine Anordnung in bestehenden Chiplabor- Analysegeräten ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Abschirmvorrichtung 105 für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Abschirmvorrichtung 105 ähnelt oder entspricht der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Abschirmvorrichtung. Es ist eine Sicht auf ein Ende der Abschirmvorrichtung 105 gezeigt, das im montierten Zustand dem der Chiplabor- Kartusche zugewandten Ende entspricht. Entsprechend ist die Kartuschenöffnung 145 und zusätzlich die Optiköffnung 140 zu erkennen. Ferner ist eine Innenseite der Mantelfläche des Hohlkörpers 130 als Hohlkörperstumpf gezeigt. Zudem ist eine die

Kartuschenöffnung 145 umschließende ringförmige Grundfläche 460 des Hohlkörpers 130 gezeigt, an der hier beispielhaft vier gleichmäßig beabstandete Kontaktelemente 135 angeordnet sind. Die Kontaktelemente 135 sind beispielhaft als Steckereinheiten mit je drei zur Chiplabor- Kartusche führenden Stiften ausgeführt, wobei den Kontaktelementen 135 je eines von vier

Verbindungselementen 205 zugeordnet ist.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer Abschirmvorrichtung für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Es ist ein Schnitt durch einen Abschnitt einer Seitenwand des Hohlkörpers 130 mit der Kartuschenöffnung 145 gezeigt. Zudem umfasst die Abschirmvorrichtung 105, die der anhand vorhergehender Figuren beschriebenen Abschirmvorrichtungen ähnelt oder entspricht, das Kontaktelement 135 und das Verbindungselement 205. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Hohlkörper eine Durchgangsöffnung 505 zum Durchführen einer Kontaktleitung 510 auf. Die Kontaktleitung 510 verbindet das Kontaktelement 135 mit dem Verbindungselement 205. Die Durchgangsöffnung 505 ist ausgeformt, das Kontaktelement 135 und das Verbindungselement 205 teilweise zu umschließen.

Das Verbindungselement 205 ist als Gegenstück des Kontaktelements 135 verwendbar. Entsprechend kann das Kontaktelement 135 auch als Stecker zur Chiplabor- Kartusche und das Verbindungselement 205 als Stecker zur

Optikeinheit oder zum Chiplabor-Analysegerät bezeichnet werden. Die

Durchgangsöffnung 505 ist hier als aufeinandertreffende vertikale Bohrung und horizontale Bohrung durch die Mantelschale des Hohlkörpers 130 ausgeführt, durch die Schnittpunkte der Bohrgerade entsteht eine Verbindung, die

Durchgangsöffnung 505. Das Kontaktelement 135 sowie das

Verbindungselement 205 sind in die Durchgangsöffnung 505 einsetzbar, um teilweise von ihr umschlossen zu werden.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Abschirmvorrichtung 105 für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Es ist eine Aufsicht auf die Abschirmvorrichtung 105 gezeigt, die der anhand vorhergehender Figuren beschriebenen Abschirmvorrichtung ähnelt oder entspricht. Der

Hohlkörper 130 ist auch hier als Hohlkegelstumpf ausgeformt. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Abschirmvorrichtung 105 zudem eine Mehrzahl von Schaltungsträgern 605 auf, von denen in Fig. 6 drei

Schaltungsträger 605 zu erkennen sind. Die beispielsweise insgesamt vier Schaltungsträger 605 sind hier beispielhaft als Platinen ausgeführt. Die

Schaltungsträger 605 sind je an der Seitenwand des Hohlkörpers 130

angeordnet und elektrisch leitfähig mit dem Kontaktelement 135 verbunden. Hier ist jeder Schaltungsträger 605 elektrisch mit je einem der Verbindungselemente 205 verbunden, die je mit einem der Kontaktelemente 135 verbunden sind.

Alternativ zu dem Anordnen des Schaltungsträgers 605 kann auch eine weitere Steckereinheit oder Verkabelung direkt an der Seitenwand angeordnet werden.

Somit ist es vorteilhafterweise möglich, die Seitenwand des Hohlkörpers 130 zum Anordnen und Befestigen von Schaltungsträgern 605 wie elektrischen Platinen für die Verarbeitung der Steckersignale zu verwenden. Hier hat jeder Stecker, also jedes Kontaktelement 135, seine eigene Platine. Möglich ist auch eine Nutzung eines einzigen Schaltungsträgers 605 für mehrere Kontaktelemente 135. Der Hohlkörper 130 wird hier also nicht nur als optischer Schutz und elektrische Konnektionsschnittstelle, sondern zusätzlich als Befestigung für Bauteile der elektrischen Signalverarbeitung verwendet. Auch weitere elektrische Komponenten wie Transistoren oder Widerstände können am äußeren Mantel des Hohlkegelstumpfs, also an der Seitenwand des Hohlkörpers 130 angebracht werden. Dies erlaubt eine dichte Bauweise und eine universelle Verarbeitung der Signale.

Die Figuren 7 bis 9 zeigen je eine schematische Darstellung eines Chiplabor- Analysegeräts 100 mit einer Abschirmvorrichtung 105 gemäß einem

Ausführungsbeispiel. Das hier gezeigte Chiplabor-Analysegerät 100 ähnelt dem in Fig. 1 gezeigten Chiplabor-Analysegerät, mit der Abschirmvorrichtung 105, der Optikeinheit 110, und der in dem Aufnahmebereich aufgenommenen Chiplabor- Kartusche 115. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Chiplabor-Analysegerät 100 zudem eine Anpresseinheit 705 auf. Die

Anpresseinheit 705 ist dazu ausgebildet, die Chiplabor- Kartusche 115 an die Abschirmvorrichtung 105 anzupressen, um die Kartuschenöffnung und die Kontaktelemente 135 mit der Chiplabor- Kartusche 115 zu verbinden.

In den Figuren 7 bis 9 ist beispielhaft eine automatische Konnektierung der Chiplabor- Kartusche 115 mit der Abschirmvorrichtung 105 und damit mit dem Chiplabor-Analysegerät 100 gezeigt. Die Anpresseinheit 705 ist beweglich und dazu ausgeformt, die Chiplabor- Kartusche 115 in Richtung der

Abschirmvorrichtung 105 und damit in Richtung der Schnittstellen von Optik und Elektrik des Chiplabor-Analysegeräts zu bewegen. Die Optikeinheit 110 und die Abschirmvorrichtung 105 sind hier als starre Elemente ausgeformt.

Fig. 7 zeigt einen ersten Teilschritt des Anpressvorgangs der Chiplabor- Kartusche 115 an die Abschirmvorrichtung 105. Zum mechanischen Verbinden und elektrischen Konnektieren der Chiplabor- Kartusche 115 mit der

Abschirmvorrichtung 105 wird die Chiplabor- Kartusche 115 zunächst in den Aufnahmebereich aufgenommen. Dazu wird die Chiplabor- Kartusche 115 auf die Anpresseinheit 705 geschoben, was hier durch den Pfeil 710 gezeigt ist. Die Anpresseinheit 705 ist so ausgerichtet, dass ein Erfassungsbereich oder„region of interest“ (ROI) auf einer Kamera der Optikeinheit 110 mit der Chiplabor- Kartusche 115 kongruent ist.

Fig. 8 zeigt einen zweiten Teilschritt des Anpressvorgangs der Chiplabor- Kartusche 115 an die Abschirmvorrichtung 105. Im zweiten Teilschritt wird die Chiplabor- Kartusche 115 mittels der Anpresseinheit 705 in Richtung der Abschirmvorrichtung 105 bewegt. Durch eine Änderung der z- Richtung der Anpresseinheit 705 ist es möglich, die Chiplabor- Kartusche 115 in die Fokus Ebene zu bringen. Dies erfolgt durch ein Anheben der Anpresseinheit 705 in Richtung der Abschirmvorrichtung 105 und der Optikeinheit 110, hier durch den in Richtung der Abschirmvorrichtung 105 zeigenden Pfeil 805 gezeigt.

Fig. 9 zeigt einen dritten Teilschritt des Anpressvorgangs der Chiplabor- Kartusche 115 an die Abschirmvorrichtung 105. Ein Erreichen der Fokusebene durch das Anheben der Chiplabor- Kartusche 115 mittels der Anpresseinheit 705 sowie das optische Abdichten und vollständige elektronische Konnektieren der Chiplabor- Kartusche 115 mittels der Abschirmvorrichtung 105 ist ein simultanes Ereignis am Ende des Anpressvorgangs. Hier ist das erfolgte Anpressen und damit Verbinden der Chiplabor- Kartusche 115 mit der Abschirmvorrichtung 105 gezeigt. Wenn das Chiplabor-Analysegerät 100 zusätzlich Heizer, Pneumatik oder Sonotroden aufweist, so sind deren ideale Anpressungen mit der

Fokusebene harmonisiert, sodass ein Konnektieren auch hier durch den Anpressvorgang mittels der Anpresseinheit 705 erfolgt. Da das gezeigte

Schnittstellendesign universell ist, kann ein solches Zusammenspiel ermöglicht werden.

Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Chiplabor- Kartusche 115 für ein Chiplabor-Analysegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Chiplabor- Kartusche 115 ähnelt oder entspricht der anhand vorhergehender Figuren beschriebenen Chiplabor- Kartusche 115. In dem hier gezeigten

Ausführungsbeispiel ist der Bereich 155, der mittels eines Bildsensors der Optikeinheit erfassbare Bereich der Kartusche markiert, sowie ein fluidisches Netzwerk 1005 der Chiplabor- Kartusche 115 und elektrische Verbindungen in Form eines elektrischen Netzwerks 1010 der Chiplabor- Kartusche 115. Es ist somit gezeigt, wie die universelle Schnittstelle der Abschirmvorrichtung auf die Chiplabor- Kartusche 115 übertragbar ist, wobei Designfreiheiten für

verschiedene Anwendungen ermöglicht werden. Die Chiplabor- Kartusche 115 hat dabei eine definierte Totalgeometrie, ihr Aufbau und ihre fluidischen

Möglichkeiten sind durch Designvereinbarungen, sogenannte Designrules, vorgegeben. Der Bereich 155 zeigt zudem, wo optische Auswertungen möglich sind, und das elektrische Netzwerk 1010 zeigt an, wo elektrische Schnittstellen realisiert sind. Wird keine Elektronik benötigt, so sind an den entsprechenden Stellen des elektrischen Netzwerks 1010 Vertiefungen für Steckerstifte vorzusehen, damit der Anpressvorgang keine interferierenden Wirkungen hat.

Die hier gezeigte Chiplabor- Kartusche 115 ist somit für optische Anwendungen wie Absorption, Fluoreszenz und Chemolumineszenz Messungen und elektrische Anwendung wie Elektrophorese, Redoxprozesse oder pH-Messungen sowie für deren Kombinationen nutzbar.

Fig. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1100 zum Betreiben eines Chiplabor-Analysegeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 1100 ist beispielsweise zum Betreiben eines Ausführungsbeispiels des anhand vorhergehender Figuren beschriebenen Chiplabor-Analysegeräts einsetzbar. Das Verfahren 1100 umfasst einen Schritt 1105 des Aufnehmens und einen Schritt 1110 des Anpressens. Der Schritt 1110 des Anpressens ist beispielhaft in drei Teilschritten anhand der vorhergehenden Fig. 7 bis 9 beschrieben. Im Schritt 1105 des Aufnehmens wird die Chiplabor- Kartusche in den Aufnahmebereich aufgenommen. Im Schritt 1110 des Anpressens wird die Chiplabor- Kartusche an die Abschirmvorrichtung angepresst, um die Kartuschenöffnung und das

Kontaktelement mit der Chiplabor- Kartusche zu verbinden.

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.