DE202018006869U1 - Microfluidic system for digital polymerase chain reaction (dPCR) of a biological sample - Google Patents
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Abstract
Mikrofluidisches System (1; 1') für die digitale Polymerase-Kettenreaktion dPCR einer biologischen Probe, wobei das mikrofluidische System (1; 1') umfasst:
mindestens eine mikrofluidische Vorrichtung (2) mit einem Einlass (23), einem Auslass (24), einem Strömungskanal (25), der zwischen dem Einlass (23) und dem Auslass (24) angeordnet ist und den Einlass (23) mit dem Auslass (24) verbindet, und einer Anordnung von Reaktionsbereichen (26), die mit dem Strömungskanal (25) in Fluidverbindung stehen;
einen Strömungskreislauf (3), der mit der mikrofluidischen Vorrichtung (2) verbindbar ist, um Flüssigkeit durch den Strömungskanal (25) der mikrofluidischen Vorrichtung (2) fließen zu lassen;
eine Probenflüssigkeitsquelle, die mit der mikrofluidische Vorrichtung (2) verbindbar ist, um den Strömungskanal (25) und damit die Anordnung von Reaktionsbereichen (26) der mikrofluidischen Vorrichtung (2) über den Einlass (23) mit einer Probenflüssigkeit (27) zu versorgen;
eine primäre Trennflüssigkeitsquelle, die mit der mikrofluidischen Vorrichtung (2) verbindbar ist, um den Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung (2) über den Einlass (23) mit anfänglicher Trennflüssigkeit (28) zum Versiegeln der Probenflüssigkeit (27) innerhalb der Anordnung von Reaktionsbereichen (26) zu versorgen;
eine sekundäre Trennflüssigkeitsquelle (4), die mit der mikrofluidische Vorrichtung (2) verbindbar ist, um den Strömungskanal (25) der mikrofluidischen Vorrichtung (2) über den Einlass (23) mit zusätzlicher Trennflüssigkeit (29) zu versorgen,
eine Pumpeinrichtung (31), die mit dem Strömungskreislauf (3) verbunden und geeignet ist, die zusätzliche Trennflüssigkeit (29) durch den Strömungskanal (25) zu pumpen, und
eine Steuereinrichtung in Form einer speicherprogrammierbaren Steuereinheit zum Ausführen eines computerlesbaren Programms mit Anweisungen zur Durchführung von Operationen, die eingerichtet ist, um die Pumpeinrichtung (31) zu steuern, um die zusätzliche Trennflüssigkeit (29) bei Bedarf durch den Strömungskanal (25) zu pumpen, um Gasblasen aus dem Strömungskanal (25) zu spülen.
Microfluidic system (1; 1') for the digital polymerase chain reaction dPCR of a biological sample, the microfluidic system (1; 1') comprising:
at least one microfluidic device (2) with an inlet (23), an outlet (24), a flow channel (25) which is arranged between the inlet (23) and the outlet (24) and the inlet (23) with the outlet (24) connects, and an arrangement of reaction areas (26) which are in fluid communication with the flow channel (25);
a flow circuit (3) connectable to the microfluidic device (2) to allow liquid to flow through the flow channel (25) of the microfluidic device (2);
a sample liquid source which can be connected to the microfluidic device (2) in order to supply the flow channel (25) and thus the arrangement of reaction regions (26) of the microfluidic device (2) with a sample liquid (27) via the inlet (23);
a primary separation liquid source connectable to the microfluidic device (2) to supply the flow channel of the microfluidic device (2) via the inlet (23) with initial separation liquid (28) for sealing the sample liquid (27) within the array of reaction regions (26 ) to supply;
a secondary separation liquid source (4) which can be connected to the microfluidic device (2) in order to supply the flow channel (25) of the microfluidic device (2) with additional separation liquid (29) via the inlet (23),
a pump device (31) which is connected to the flow circuit (3) and is suitable for pumping the additional separating liquid (29) through the flow channel (25), and
a control device in the form of a programmable logic controller for executing a computer-readable program with instructions for carrying out operations, which is set up to control the pumping device (31) in order to pump the additional separating liquid (29) through the flow channel (25) if necessary, to flush gas bubbles from the flow channel (25).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das technische Gebiet der Probenanalyse, wie z.B. die Untersuchung chemischer oder biochemischer Reaktionen, und insbesondere auf das technische Gebiet der Hochdurchsatzanalyse biologischer Proben. Im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein mikrofluidisches System für die digitale Polymerase-Kettenreaktion (dPCR) einer biologischen Probe. Im Einzelnen umfasst ein solches System eine mikrofluidische Vorrichtung mit einem Strömungskanal, der in Fluidverbindung mit einer Anordnung von Reaktionsbereichen steht, die oft auch als Unterteilungen bezeichnet werden und als Reaktionskammern oder Reaktionsgefäße, beispielsweise in Form von Vertiefungen oder Mikrovertiefungen, umgesetzt sind, die als Reaktionsorte für chemische oder biologische Reaktionen mindestens einer darin bereitgestellten biologischen Probe fungieren, und wobei das System ein gewünschtes Thermocycling-Temperaturprofil in der mikrofluidischen Vorrichtung so schnell und so zuverlässig wie möglich erreichen kann.The present invention relates generally to the technical field of sample analysis, such as the study of chemical or biochemical reactions, and more particularly to the technical field of high-throughput analysis of biological samples. More specifically, the present invention relates to a microfluidic system for digital polymerase chain reaction (dPCR) of a biological sample. Specifically, such a system includes a microfluidic device with a flow channel that is in fluid communication with an arrangement of reaction areas, which are often also referred to as subdivisions and are implemented as reaction chambers or reaction vessels, for example in the form of depressions or microwells, which serve as reaction sites for chemical or biological reactions of at least one biological sample provided therein, and wherein the system can achieve a desired thermocycling temperature profile in the microfluidic device as quickly and as reliably as possible.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Auf dem Gebiet der Diagnosetechnik für die Untersuchung chemischer oder biochemischer Reaktionen ist es ein Ziel, mehrere verschiedene Untersuchungen an einer oder mehreren Testproben auf derselben - vorzugsweise Einwegmikrofluidischen Vorrichtung durchführen zu können, wodurch Methoden zur unabhängigen Analyse einer oder mehrerer Testproben mit mehreren verschiedenen Reagenzien im Verlauf eines einzigen Analyseprozesses bereitgestellt werden. Als solche Testproben werden in der Regel biologische Proben verwendet, die häufig von medizinischem Personal von Patienten zur Laboranalyse entnommen werden, z.B. zur Bestimmung der Konzentrationen verschiedener Komponenten in den entnommenen Proben. Dementsprechend beziehen sich die Begriffe „Probe“ und „biologische Probe“ auf Material(ien), das/die möglicherweise einen interessierenden Analyten enthält/enthalten, wobei die Probe aus einer beliebigen biologischen Quelle stammen kann, wie z.B. einer physiologischen Flüssigkeit, einschließlich Blut, Speichel, Augenlinsenflüssigkeit, Zerebrospinalflüssigkeit, Schweiß, Urin, Stuhl, Sperma, Milch, Aszitesflüssigkeit, Schleim, Synovialflüssigkeit, Peritonealflüssigkeit, Amnionflüssigkeit, Gewebe, kultivierte Zellen oder dergleichen, wobei die Probe insbesondere im Verdacht steht, ein bestimmtes Antigen oder eine Nukleinsäure zu enthalten.In the field of diagnostic technology for the study of chemical or biochemical reactions, a goal is to be able to carry out several different examinations on one or more test samples on the same - preferably disposable microfluidic device, thereby enabling methods for the independent analysis of one or more test samples with several different reagents in the course of a single analysis process. As such test samples, biological samples are typically used, which are often collected by medical personnel from patients for laboratory analysis, e.g. to determine the concentrations of various components in the collected samples. Accordingly, the terms "sample" and "biological sample" refer to material(s) that may contain an analyte of interest, which sample may be from any biological source, such as a physiological fluid, including blood, Saliva, eye lens fluid, cerebrospinal fluid, sweat, urine, stool, sperm, milk, ascitic fluid, mucus, synovial fluid, peritoneal fluid, amniotic fluid, tissue, cultured cells or the like, the sample being particularly suspected of containing a specific antigen or nucleic acid.
Die meisten der bekannten chemischen, biochemischen und/oder biologischen Assays beinhalten die Immobilisierung einer biologischen Probe, wie oben erwähnt, innerhalb von Reaktionsorten und die Durchführung einer oder mehrerer Reaktionen mit dem immobilisierten Probenmaterial, gefolgt von einem quantitativen und/oder qualitativen Analyseverfahren. Für viele biologische, biochemische, diagnostische oder therapeutische Anwendungen ist es von wesentlicher Bedeutung, die Menge oder Konzentration einer bestimmten Substanz oder Verbindung in der biologischen Probe, d.h. des interessierenden Analyten, genau bestimmen zu können. Um dieses Ziel so genau wie möglich zu erreichen, wurden im Laufe der Jahre in diesem technischen Bereich verschiedene Methoden entwickelt, wie z.B. die weithin bekannte Polymerase-Kettenreaktion (PCR), die die In-vitro-Synthese von Nukleinsäuren in einer biologischen Probe ermöglicht, wodurch ein DNA-Segment spezifisch vervielfältigt werden kann, d.h. eine kostengünstige Möglichkeit, kleine DNA- oder RNA-Segmente in der Probe zu kopieren oder zu amplifizieren. Die Entwicklung solcher Methoden zur Vervielfältigung von DNA- oder RNA-Abschnitten hat enorme Vorteile bei der Genanalyse sowie bei der Diagnose vieler genetischer Krankheiten oder auch beim Nachweis der Viruslast gebracht.Most of the known chemical, biochemical and/or biological assays involve immobilizing a biological sample, as mentioned above, within reaction sites and performing one or more reactions on the immobilized sample material, followed by a quantitative and/or qualitative analytical procedure. For many biological, biochemical, diagnostic or therapeutic applications, it is essential to be able to accurately determine the amount or concentration of a particular substance or compound in the biological sample, i.e. the analyte of interest. In order to achieve this goal as accurately as possible, various methods have been developed over the years in this technical field, such as the well-known polymerase chain reaction (PCR), which allows the in vitro synthesis of nucleic acids in a biological sample, whereby a DNA segment can be specifically amplified, i.e. a cost-effective way to copy or amplify small DNA or RNA segments in the sample. The development of such methods for reproducing DNA or RNA sections has brought enormous advantages in genetic analysis as well as in the diagnosis of many genetic diseases or in the detection of viral load.
In der Regel wird thermisches Zyklieren, auch als Thermocycling bezeichnet, verwendet, um die Reaktanten in der Probe innerhalb der Reaktionskammer zu erwärmen und abzukühlen, um solche DNA- oder RNA-Segmente zu amplifizieren, wobei Laborgeräte einschließlich Thermocyclern üblicherweise verwendet werden, um ein automatisches Verfahren für diagnostische Assays auf der Grundlage der PCR zu erreichen, bei dem während einer PCR-Durchführung die flüssigen PCR-Proben wiederholt auf unterschiedliche Temperaturniveaus erwärmt und abgekühlt werden müssen und für eine bestimmte Zeit auf verschiedenen Temperaturplateaus gehalten werden müssen. Bei einem typischen PCR-Verfahren wird beispielsweise eine bestimmte Zielnukleinsäure durch eine Reihe von Wiederholungen eines Zyklus von Schritten amplifiziert, bei denen die in der Reaktionsmischung vorhandenen Nukleinsäuren (a) bei relativ hohen Temperaturen denaturiert werden, beispielsweise bei einer Denaturierungstemperatur von mehr als 90 °C, in der Regel etwa 94 °C bis 95 °C, um die doppelsträngige DNA abzutrennen, dann b) das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der kurze Oligonukleotid-Primer an die einzelsträngige Zielnukleinsäure binden, beispielsweise bei einer Hybridisierungstemperatur von etwa 52 °C bis 56 °C zur Primerbindung an die getrennten DNA-Stränge, um Templates bereitzustellen (Annealing bzw. Hybridisierung), und anschließend (c) werden die Primer mit Hilfe eines Polymerase-Enzyms verlängert, z.B. bei einer Verlängerungstemperatur von etwa 72 °C zur Bildung neuer DNA-Stränge, so dass die ursprüngliche Nukleinsäuresequenz repliziert wird. Wiederholte Zyklen von Denaturierung, Hybridisierung und Elongation, in der Regel etwa 25 bis 30 wiederholte Zyklen, führen zu einem exponentiellen Anstieg der in der Probe vorhandenen Menge an Zielnukleinsäure. Um nun solche Temperaturplateaus während des Thermocyclings genau einhalten zu können, sollte eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die Reaktionszone aufrechterhalten werden, so dass alle Reaktionsbereiche gleichmäßig erhitzt und abgekühlt werden können, um eine gleichmäßige Probenausbeute zwischen den Reaktionsbereichen, die die Probe enthalten, zu erhalten. Für die Durchführung einer regulären PCR-Methode können allgemein bekannte Thermocycling-Geräte, wie z.B. Thermocycler / Thermozyklierer, zur Vervielfältigung von DNA-Abschnitten verwendet werden, die im Wesentlichen aus einer Halterung zur Aufnahme der Proben, oft auch als Probentemperierhalterung bezeichnet, und einer an der Halterung angebrachten Wärmepumpe bestehen, wobei die Wärmepumpe häufig in Form einer Kombination aus einem Peltier-Element, das zur aktiven Erwärmung und Kühlung der Halterung und damit zur aktiven Steuerung der den Proben zugeführten Temperatur dient, und einer entsprechenden Wärmesenke, die mit dem Peltier-Element thermisch gekoppelt ist, um die Wärme abzuführen und beispielsweise in die Umgebung zu leiten, vorgesehen ist.Typically, thermal cycling, also known as thermocycling, is used to heat and cool the reactants in the sample within the reaction chamber to amplify such DNA or RNA segments, with laboratory equipment including thermal cyclers commonly used to achieve an automatic To achieve a method for diagnostic assays based on PCR, in which during a PCR procedure the liquid PCR samples must be repeatedly heated and cooled to different temperature levels and must be kept at different temperature plateaus for a certain time. In a typical PCR method, for example, a particular target nucleic acid is amplified through a series of repetitions of a cycle of steps in which the nucleic acids (a) present in the reaction mixture are denatured at relatively high temperatures, for example at a denaturation temperature of more than 90 ° C , typically about 94°C to 95°C, to separate the double-stranded DNA, then b) the reaction mixture is cooled to a temperature at which short oligonucleotide primers bind to the single-stranded target nucleic acid, for example at a hybridization temperature of about 52° C to 56 °C for primer binding to the separated DNA strands to provide templates (annealing or hybridization), and then (c) the primers are extended using a polymerase enzyme, for example at an extension temperature of about 72 °C Formation of new DNA strands so that the original nucleic acid sequence is replicated. Repeated cycles of denaturation, hybridization and elongation, typically about 25 to 30 repeated cycles, result in an exponential increase in the amount of target nucleic acid present in the sample. In order to be able to precisely maintain such temperature plateaus during thermocycling, a uniform temperature distribution should be maintained across the reaction zone so that all reaction areas can be heated and cooled uniformly in order to obtain a uniform sample yield between the reaction areas containing the sample. To carry out a regular PCR method, well-known thermocycling devices, such as thermocyclers / thermal cyclers, can be used to amplify DNA sections, which essentially consist of a holder for holding the samples, often also referred to as a sample temperature control holder, and a heat pump attached to the holder, the heat pump often being in the form of a combination of a Peltier element, which is used to actively heat and cool the holder and thus to actively control the temperature supplied to the samples, and a corresponding heat sink, which is connected to the Peltier element. Element is thermally coupled in order to dissipate the heat and, for example, conduct it into the environment.
Generell besteht die Notwendigkeit, diagnostische Tests immer schneller, kostengünstiger und einfacher durchzuführen und dabei eine hohe Präzision bei gleichzeitiger Steigerung der Effizienz herkömmlicher Laborprozesse zu erreichen. Ein besonderes Beispiel für die genannten Methoden zur Vervielfältigung von DNA- oder RNA-Segmenten, die im Mittelpunkt der vorliegenden Erfindung stehen, ist die digitale Polymerase-Kettenreaktionsmethode, auch als digitale PCR oder dPCR bezeichnet, die eine biotechnologische Weiterentwicklung der oben beschriebenen herkömmlichen PCR-Methode darstellt und zur direkten Quantifizierung und klonierenden Vervielfältigung von Nukleinsäuren, einschließlich DNA, cDNA oder RNA, verwendet werden kann. Dabei liegt der wesentliche Unterschied zwischen dPCR und herkömmlicher PCR im Wesentlichen in der Methode zur Messung der Nukleinsäuremengen, da die herkömmliche PCR eine Reaktion pro Einzelprobe durchführt, während die dPCR eine einzelne Reaktion innerhalb einer Probe durchführt, die in eine große Anzahl von Partitionen aufgeteilt ist, welche in einer entsprechend großen Anzahl von Reaktionsbereichen bereitgestellt werden, wobei die Reaktion in jedem Reaktionsbereich einzeln durchgeführt wird, so dass eine zuverlässigere Erfassung und empfindlichere Messung der Nukleinsäuremengen möglich wird. Dementsprechend wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um eine Miniaturisierung und Integration verschiedener Assay-Vorgänge zu erreichen, um die Anzahl der parallelen Assays auf einer einzigen Trägervorrichtung zu erhöhen. Als Beispiel für eine solche einzelnen Trägervorrichtung wurden mikrofluidische Vorrichtungen, wie mikrofluidische Chips, entwickelt, die Mikrokanäle und Mikroreaktionsbereiche aufweisen, welche Proben im Mikroliter- oder Nanoliter-Maßstab in Form von strömungsfähiger Probenflüssigkeit, wie z.B. wässriger Probenflüssigkeit, aufnehmen. Reagenzien im Mikrolitermaßstab, die typischerweise im Voraus in ein Array kleiner Vertiefungen, d.h. Mikrovertiefungen oder Nanovertiefungen, die als Reaktionsbereiche auf dem mikrofluidischen Chip vorgesehen sind, gefüllt werden, werden darin platziert, um mit einem Strom von Probenflüssigkeit, der durch einen Strömungskanal fließt, in Kontakt zu treten, wobei jede Art von Assay von den Reagenzien, die in das Array von Reaktionsbereichen geladen werden, sowie von der Konfiguration von Durchflusskanälen und Detektoren abhängt, wobei das Einfüllen von Probenflüssigkeit in den mikrofluidischen Chip durch Pipettieren der Probenflüssigkeit in den Chip erfolgen kann. Diese fortschrittliche Technologie ermöglicht die gleichzeitige Durchführung einer Vielzahl von Tests in einem miniaturisierten Maßstab. Die meisten dieser chemischen, biochemischen und/oder biologischen Assays zielen auf die Immobilisierung biologischer Materialien wie Polypeptide und Nukleinsäuren, Zellen oder Gewebe in den Vertiefungen und die Durchführung einer oder mehrerer Reaktionen mit dem immobilisierten Material ab, gefolgt von einem quantitativen und/oder qualitativen Analyseverfahren, wie z.B. Lumineszenztestmessungen. Zur Veranschaulichung zeigt
Wenn jedoch die Reaktionskammervolumina tatsächlich zu mikrofluidischen Strukturen einer mikrofluidischen Vorrichtung miniaturisiert werden, um die gewünschten kleinen Abmessungen zu erzeugen, nehmen mehrere bereits bekannte Probleme zu, wie z.B. Probleme im Zusammenhang mit dem vergrößerten Verhältnis von Oberfläche zu Volumen oder der unerwünschten Verdampfung von Probenflüssigkeit und insbesondere der unerwünschten Erzeugung von Gasblasen in der Flüssigkeit, die in der mikrofluidischen Vorrichtung bereitgestellt wird oder durch diese strömt. Gasblasen in einer Flüssigkeit innerhalb einer mikrofluidischen Struktur können ein schwerwiegendes Problem darstellen, da Gasblasen, die durch ein mikrofluidisches System zirkulieren, -als Nebenaspekt- nicht nur die mikrofluidische Struktur jeder Art von Sensor, der darin verwendet wird, beschädigen können, sondern vor allem auch die interessierende biologische Probe schädigen können, da sie eine unerwünschte Vermischung von Proben in benachbarten Mikrovertiefungen verursachen, was zu Kreuzkontaminationen und damit zu erheblichen experimentellen Fehlern und falschen Testergebnissen führt. Gasblasen können beispielsweise zu experimentellen Fehlern an Chromatographiesäulen führen, indem sie die Reaktionskomponenten innerhalb der Reaktionsbereiche austrocknen lassen. Außerdem können Gasblasen die optische Erkennung der Reaktionsbereiche und der darin ablaufenden Reaktionen stark beeinträchtigen, was zu fehlgeschlagenen Assays führen kann. Insbesondere bei der Durchführung der dPCR von Proben in der mikrofluidischen Vorrichtung neigen Gasblasen, wie z.B. Luftblasen, dazu, häufig vorzukommen, aufgrund verschiedener Gründe, wie folgt:
- (a) beim Befüllen der mikrofluidischen Vorrichtung mit Probenflüssigkeit und Trennflüssigkeit können Gasblasen in der mikrofluidischen Vorrichtung eingeschlossen werden;
- (b) während des Thermocyclings können anfänglich eingeschlossene Gasblasen (siehe (a)) aufgrund der Verdampfung der Probenflüssigkeit wachsen; oder
- (c) durch die Verdampfung der Probe können neue Gasblasen entstehen.
- (a) when filling the microfluidic device with sample liquid and separation liquid, gas bubbles can be trapped in the microfluidic device;
- (b) during thermocycling, initially trapped gas bubbles (see (a)) may grow due to evaporation of the sample liquid; or
- (c) new gas bubbles can form due to the evaporation of the sample.
Zur Veranschaulichung der erwähnten Gasblasenbildung und des Gasblasenwachstums ist in den
Dementsprechend können während des Befüllens „anfängliche“ Gasblasen 91 im Inneren des Chips 7 eingeschlossen werden, z.B. in der in einer Mikrovertiefung bzw. in einem Mikrowell befindlichen Probenflüssigkeit, oder in Abdichtflüssigkeit bzw. Trennflüssigkeit, die sich im Strömungskanal des Chips 7 befindet. Wie in
Bislang gab es verschiedene Ansätze, um das Problem der Gasblasen im Strömungskanal einer mikrofluidischen Vorrichtung zu lösen. Wie beispielsweise in
Eine andere Lösung für das Problem der Gasblasen ist beispielsweise aus der
Als weitere Lösung für das Problem der Gasblasen im Inneren einer mikrofluidischen Vorrichtung, die durch das Verdampfen der Probenflüssigkeit verursacht werden, kann Druck auf die mikrofluidische Vorrichtung ausgeübt werden, wie es beispielsweise in der
Daher besteht auf dem technischen Gebiet der dPCR-Tests der allgemeine Bedarf, ein mikrofluidisches System und ein entsprechendes Verfahren für die dPCR einer biologischen Probe bereitzustellen, das eine verbesserte Lösung zur Vermeidung und/oder Entfernung von Gasblasen innerhalb des Strömungskanals aufweist, während die Thermocycling-Effizienz des mikrofluidischen Systems erhalten bleibt oder sogar verbessert wird.Therefore, in the technical field of dPCR testing, there is a general need to provide a microfluidic system and method for dPCR of a biological sample that has an improved solution for preventing and/or removing gas bubbles within the flow channel while thermocycling Efficiency of the microfluidic system is maintained or even improved.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung konnten bestätigen, dass Gasblasen schwerwiegende Probleme im Hinblick auf den erfolgreichen Abschluss des Thermocyclings der Proben verursachen können und somit zu einem erheblichen Versagen des Assays führen können. Es hat sich auch herausgestellt, dass die bisher vorgeschlagenen Lösungen im Hinblick auf die Vermeidung solcher Gasblasen nicht ausreichend oder zufriedenstellend sind. Insbesondere waren die im Stand der Technik bereits vorgeschlagenen Lösungen (siehe oben) entweder zu kostspielig oder nicht ausreichend, um reproduzierbare Testergebnisse zu erzielen. Das Einbringen von Gasblasen in einen Strömungskanal einer mikrofluidischen Vorrichtung sowie die Entstehung neuer Gasblasen und das Gasblasenwachstum während der Temperierung müssen demnach vermieden werden, so dass eine neue und verbesserte Lösung erforderlich wurde. So wurde von den Erfindern eine neue und erfinderische Lösung entwickelt, die im Wesentlichen auf der Idee beruht, bereits vorhandene oder entstehende Gasblasen durch „Spülen“ des mikrofluidischen Chips mit Abtrennflüssigkeit bzw. Abdichtungsflüssigkeit, d.h. mit Trennflüssigkeit, zu entfernen, da Trennflüssigkeit - wenn sie durch den Strömungskanal geströmt wird - jegliche Gasblasen zuverlässig durch den Strömungskanal und aus der Auslassöffnung eines mikrofluidischen Chips spülen kann. Damit löst die vorliegende Erfindung die oben beschriebenen Probleme mit einer vereinfachten und effektiveren Vermeidung und/oder Entfernung von Gasblasen in einem Strömungskanal einer mikrofluidischen Vorrichtung innerhalb eines mikrofluidischen Systems bei gleichzeitiger Verbesserung der Effizienz des Thermocyclings.The inventors of the present invention were able to confirm that gas bubbles can cause serious problems with regard to the successful completion of thermocycling of the samples, thus leading to significant assay failure. It has also turned out that the solutions proposed so far are not sufficient or satisfactory with regard to avoiding such gas bubbles. In particular, the solutions already proposed in the prior art (see above) were either too expensive or not sufficient to achieve reproducible test results. The introduction of gas bubbles into a flow channel of a microfluidic device as well as the formation of new gas bubbles and the growth of gas bubbles during temperature control must therefore be avoided, so that a new and improved solution became necessary. The inventors have developed a new and inventive solution, which is essentially based on the idea of removing existing or emerging gas bubbles by “rinsing” the microfluidic chip with separation liquid or sealing liquid, i.e. with separation liquid, since separation liquid - if they flows through the flow channel - can reliably flush any gas bubbles through the flow channel and out of the outlet opening of a microfluidic chip. The present invention thus solves the problems described above with a simplified and more effective avoidance and/or removal of gas bubbles in a flow channel of a microfluidic device within a microfluidic system while at the same time improving the efficiency of thermocycling.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mikrofluidisches System für die dPCR einer biologischen Probe bereitgestellt, das beispielsweise zur Untersuchung einer biologischen Probe, die in Form einer Probenflüssigkeit, wie einer polaren wässrigen Probenlösung, bereitgestellt wird, auf einzelne Reaktionsbereiche eines Arrays von Reaktionsbereichen verwendet wird, wobei das mikrofluidische System mindestens eine mikrofluidische Vorrichtung mit einem Einlass, einem Auslass, einem Strömungskanal, der den Einlass mit dem Auslass verbindet, und einem Array von Reaktionsbereichen in Fluidkommunikation mit dem Strömungskanal umfasst. Dabei kann die mikrofluidische Vorrichtung eine Struktur aufweisen, die aus mindestens einer oberen Schicht und einer unteren Schicht besteht, wobei entweder die obere Schicht oder die untere Schicht die Anordnung von Reaktionsbereichen, den Einlass und den Auslass bereitstellen kann. Der Strömungskanal ist zwischen der oberen Schicht und der unteren Schicht ausgebildet und steht in Fluidverbindung mit dem Array von Reaktionsbereiche, das in Form von Mikrowells oder Nanowells ausgeführt sein kann, wodurch die mikrofluidische Vorrichtung beispielsweise zu einem mikrofluidischen Chip wird. Die Breite des gesamten Strömungskanals, auch als Pfadbreite bezeichnet, kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 6 mm und 7 mm liegen, beispielsweise bei 6,4 mm, was in der Regel Platz in der Breite für etwa 60 bis 100 Wells nebeneinander, d.h. in einer Querrichtung des Strömungskanals, bietet. Darüber hinaus kann die Querschnittsfläche einer Öffnung jeder Vertiefung kreisförmig, oval oder polygonal, z.B. sechseckig, geformt sein. Bei einer polygonalen Form der Wellöffnung und insbesondere bei einer sechseckigen Form der Wellöffnung ist es möglich, die Wellöffnungen mit einem geringeren Abstand zueinander anzuordnen, d.h. eine höhere Dichte der Verteilung der Wellöffnungen im Strömungskanal zu erreichen. Dementsprechend kann die Anzahl der Wells bzw. der Vertiefungen in der Anordnung der Vertiefungen der Platte weiter maximiert werden. Darüber hinaus kann die Breite der Wellöffnung, einschließlich eines Zwischenraums zwischen den Wells, 60 µm ≤ w ≤ 110 µm betragen, beispielsweise 62 µm (für eine kleine Vertiefung) ≤ w ≤ 104 µm (für eine große Vertiefung). Ferner umfasst das mikrofluidische System einen Strömungskreislauf, der mit der mikrofluidischen Vorrichtung verbunden werden kann, um Flüssigkeit durch den Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung strömen zu lassen, und eine Probenflüssigkeitsquelle, die mit der mikrofluidischen Vorrichtung verbunden werden kann, um die mikrofluidische Vorrichtung mit einer Probenflüssigkeit zu versorgen, zum Beispiel mittels des Strömungskreislaufs. Als Material für die mikrofluidische Vorrichtung, d.h. für die Vorrichtungsschichten, können Materialien wie z.B. zyklisches Olefin-Copolymer (COC), zyklisches Olefin-Polymer (COP) o.ä. verwendet werden, wobei die Verwendung von COP z.B. aus Kostengründen bevorzugt ist. Weiterhin kann der Strömungskreislauf mittels eines Schlauchsystems, beispielsweise eines flexiblen Schlauchsystems, bestehend aus einem oder mehreren flexiblen Schläuchen, realisiert werden, wobei die Schläuche aus einer Innenschicht aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)-Kautschuk und einer Außenschicht aus Nitril-Butadien (NBR)-Kautschuk hergestellt sein können, möglicherweise auch mit einem synthetischen Netz verstärkt, oder allgemein aus EPDM, NBR, fluoriertem Ethylen-Propylen-Polymer (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethersulfon (PES), Fluorelastomer (FKM), Silikon bestehen und zusätzlich mit einem wärmeisolierenden Material ummantelt sein können.According to a first aspect of the present invention, a microfluidic system for the dPCR of a biological sample is provided, which is used, for example, for examining a biological sample, which is provided in the form of a sample liquid, such as a polar aqueous sample solution, for individual reaction areas of an array of reaction areas wherein the microfluidic system comprises at least one microfluidic device having an inlet, an outlet, a flow channel connecting the inlet to the outlet, and an array of reaction regions in fluid communication with the flow channel. The microfluidic device can have a structure that consists of at least an upper layer and a lower layer, whereby either the upper layer or the lower layer can provide the arrangement of reaction areas, the inlet and the outlet. The flow channel is formed between the upper layer and the lower layer and is in fluid communication with the array of reaction regions, which may be in the form of microwells or nanowells, whereby the microfluidic device becomes, for example, a microfluidic chip. The width of the entire flow channel, also referred to as the path width, can, for example, be in a range between 6 mm and 7 mm, for example 6.4 mm, which usually provides space in width for approximately 60 to 100 wells next to each other, ie in one Transverse direction of the flow channel. In addition, the cross-sectional area of an opening of each depression may be circular, oval or polygonal, for example hexagonal, shaped. With a polygonal shape of the well opening and in particular with a hexagonal shape of the well opening, it is possible to arrange the well openings at a smaller distance from one another, ie to achieve a higher density of the distribution of the well openings in the flow channel. Accordingly, the number of wells or depressions in the arrangement of the wells of the plate can be further maximized. In addition, the width of the well opening, including a space between the wells, can be 60 µm ≤ w ≤ 110 µm, for example 62 µm (for a small well) ≤ w ≤ 104 µm (for a large well). Furthermore, the microfluidic system includes a flow circuit that can be connected to the microfluidic device in order to flow fluid liquid to flow through the flow channel of the microfluidic device, and a sample liquid source that can be connected to the microfluidic device to supply the microfluidic device with a sample liquid, for example by means of the flow circuit. Materials such as cyclic olefin copolymer (COC), cyclic olefin polymer (COP) or the like can be used as the material for the microfluidic device, ie for the device layers, with the use of COP being preferred, for example for cost reasons. Furthermore, the flow circuit can be realized by means of a hose system, for example a flexible hose system, consisting of one or more flexible hoses, the hoses consisting of an inner layer made of ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber and an outer layer made of nitrile butadiene (NBR) rubber, possibly also reinforced with a synthetic mesh, or generally made of EPDM, NBR, fluorinated ethylene-propylene polymer (FEP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride (PVC), polyethersulfone (PES), fluoroelastomer (FKM), silicone and can also be coated with a heat-insulating material.
Darüber hinaus umfasst das mikrofluidische System der vorliegenden Erfindung eine primäre Trennflüssigkeitsquelle, die mit der mikrofluidischen Vorrichtung verbunden werden kann, um die mikrofluidische Vorrichtung mit anfänglicher oder primärer Trennflüssigkeit zum Abdichten der Probenflüssigkeit innerhalb der Anordnung von Reaktionsbereichen zu versorgen, wobei die anfängliche Trennflüssigkeit eine untemperierte Trennflüssigkeit sein kann, d.h. eine nicht erhitzte Trennflüssigkeit, die beispielsweise bei oder in etwa bei Umgebungstemperatur bereitgestellt wird. Darüber hinaus umfasst das mikrofluidische System der vorliegenden Erfindung eine sekundäre Trennflüssigkeitsquelle, die mit der mikrofluidischen Vorrichtung verbunden werden kann, um die mikrofluidische Vorrichtung mit zusätzlicher Trennflüssigkeit zu versorgen, und ein Pumpmittel, das mit dem Strömungskreislauf verbunden ist und die zusätzliche Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal pumpen kann. Das Pumpmittel der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Peristaltikpumpe, eine Dosierpumpe oder eine Spritzenpumpe sein, oder alternativ - mit zusätzlichen fluidischen Komponenten wie Ventilen oder dergleichen - kann das Pumpmittel der vorliegenden Erfindung eine beliebige andere Art von Pumpe sein, z.B. eine Membranpumpe, eine Taumelkolbenpumpe, eine Mikrozahnradpumpe oder dergleichen. Ferner kann, als Beispiel für die Anschlussfähigkeit zwischen der mikrofluidischen Vorrichtung und den anschließbaren Komponenten des mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung, der Einlass und/oder der Auslass der mikrofluidischen Vorrichtung in Form eines einzigen Anschlusses, wie z.B. eines kreisförmigen fluiddichten Anschlusses, ausgeführt sein, zum Beispiel in Form eines Luer-Lock-Adapters oder dergleichen, zur Verbindung der mikrofluidischen Vorrichtung mit der Probenflüssigkeitsquelle, zur Verbindung der mikrofluidischen Vorrichtung mit der primären Trennflüssigkeitsquelle oder zur Verbindung der mikrofluidischen Vorrichtung mit der sekundären Trennflüssigkeitsquelle ausgeführt sein.In addition, the microfluidic system of the present invention includes a primary separation fluid source that can be connected to the microfluidic device to supply the microfluidic device with initial or primary separation fluid for sealing the sample fluid within the array of reaction regions, the initial separation fluid being a non-temperature separation fluid can be, i.e. a non-heated separating liquid which is provided, for example, at or approximately at ambient temperature. In addition, the microfluidic system of the present invention includes a secondary separation fluid source that can be connected to the microfluidic device to supply the microfluidic device with additional separation fluid, and a pumping means that is connected to the flow circuit and pumps the additional separation fluid through the flow channel can. The pumping means of the present invention can be, for example, a peristaltic pump, a metering pump or a syringe pump, or alternatively - with additional fluidic components such as valves or the like - the pumping means of the present invention can be any other type of pump, e.g. a diaphragm pump, a wobble piston pump, a micro gear pump or the like. Furthermore, as an example of the connectivity between the microfluidic device and the connectable components of the microfluidic system of the present invention, the inlet and/or the outlet of the microfluidic device may be designed in the form of a single connection, such as a circular fluid-tight connection, for For example, in the form of a Luer lock adapter or the like, for connecting the microfluidic device to the sample liquid source, for connecting the microfluidic device to the primary separation liquid source or for connecting the microfluidic device to the secondary separation liquid source.
Mit der oben beschriebenen Kombination aus Trennflüssigkeitsquelle und Pumpeinrichtung des mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung und der Möglichkeit, zusätzliche Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal zu pumpen, können bereits im Strömungskanal vorhandene Gasblasen oder jede Art von Gasblasen, die während des Thermocyclings der Probe im Inneren der mikrofluidischen Vorrichtung entstehen, durch Spülen des Strömungskanals mit zusätzlicher Trennflüssigkeit aus der mikrofluidischen Vorrichtung entfernt werden. Dementsprechend kann mit der vorliegenden Erfindung der negative Einfluss von Gasblasen auf die Testergebnisse zumindest reduziert oder ganz vermieden werden, was zu einem deutlich verbesserten mikrofluidischen System führt.With the above-described combination of separation liquid source and pumping device of the microfluidic system of the present invention and the possibility of pumping additional separation liquid through the flow channel, gas bubbles already present in the flow channel or any type of gas bubbles that arise during the thermocycling of the sample inside the microfluidic device arise can be removed from the microfluidic device by flushing the flow channel with additional separating liquid. Accordingly, with the present invention, the negative influence of gas bubbles on the test results can at least be reduced or completely avoided, resulting in a significantly improved microfluidic system.
Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem allgemeinen technischen Gebiet der PCR unter Verwendung einer Well-Platten-basierten Thermocycling-Struktur, wobei der Schwerpunkt auf der Endpunkt-ausgerichteten digitalen PCR liegt. Genauer gesagt ist die Well-Platte in einem mikrofluidischen Chip in Form einer Mikrotiterplatte oder sogar einer Nanowell-Platte mit mehreren tausend Nanowells vorgesehen. Dabei kann es sich um einen Einweg-Mikrofluidik-Chip handeln, bei dem der Strömungskanal in Form eines geschlossenen Füllkanals auf der Seite der Vertiefungsöffnungen vorliegt, der auf der einen Seite mit der makroskopischen Einlassöffnung für die Füllung und auf der anderen Seite mit einer Auslassöffnung für den Überlauf verbunden ist. Der mikrofluidische Einwegchip kann auch mehr als ein Array von Reaktionsbereichen mit einer solchen Mikrotiterplattenstruktur und dementsprechend mehr als einen Füllkanal auf der Seite der Öffnungen enthalten. In der Regel kann der mikrofluidische Chip mit einem sogenannten PCR-Mastermix vorgefüllt werden, der mit dem Zielgemisch in Form der Probenflüssigkeit gemischt wird. Anschließend wird der Strömungskanal an der Seite der Öffnungen der Mikrovertiefungen mit einer Trennflüssigkeit, z.B. einem Abdecköl, gefüllt, um zu verhindern, dass die Probenflüssigkeit in den Mikrovertiefungen während des Thermocyclings verdampft und die Probe von Vertiefung zu Vertiefung wandert. Hier kann das Öl z.B. mit Hilfe von Peristaltikpumpen unter einem Druck von etwa 500 mbar in den Strömungskanal eingefüllt werden. Schließlich kann das mikrofluidische System der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen Sensoren ausgestattet werden, die die Befüllung, die korrekte Platzierung und Ähnliches überprüfen.In other words, the present invention addresses the general technical field of PCR using a well-plate based thermocycling structure, with emphasis on endpoint-aligned digital PCR. More specifically, the well plate is provided in a microfluidic chip in the form of a microtiter plate or even a nanowell plate with several thousand nanowells. This can be a disposable microfluidic chip in which the flow channel is in the form of a closed filling channel on the side of the recess openings, which on one side has the macroscopic inlet opening for the filling and on the other side with an outlet opening for connected to the overflow. The microfluidic disposable chip can also contain more than one array of reaction areas with such a microtiter plate structure and accordingly more than one filling channel on the side of the openings. As a rule, the microfluidic chip can be prefilled with a so-called PCR master mix, which is mixed with the target mixture in the form of the sample liquid. Subsequently, the flow channel on the side of the openings of the microwells is filled with a separating liquid, for example a cover oil, in order to prevent the sample liquid in the microwells from evaporating during thermocycling and the sample from migrating from well to well. Here the oil can be filled into the flow channel under a pressure of around 500 mbar, for example with the help of peristaltic pumps. Finally The microfluidic system of the present invention can be equipped with various sensors that check filling, correct placement and the like.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform des mikrofluidischen dPCR-Systems der vorliegenden Erfindung bestehen die anfängliche Trennflüssigkeit und die zusätzliche Trennflüssigkeit aus ein und demselben Trennflüssigkeitsmaterial, was bedeutet, dass jede Trennflüssigkeit, die mit dem mikrofluidischen System der vorliegenden Erfindung verwendet wird, derselbe Trennflüssigkeitstyp sein kann. Außerdem muss jede Trennflüssigkeit unmischbar mit der Probenflüssigkeit sein. Als solche unmischbare Flüssigkeit kann eine Ölflüssigkeit oder eine Polymerflüssigkeit verwendet werden, z.B. eine Silikonflüssigkeit, wie Polydimethylsiloxan (PDMS), oder eine Mischung aus einer Ölflüssigkeit und einer Polymerflüssigkeit. Darüber hinaus können die anfängliche Trennflüssigkeit und die zusätzliche Trennflüssigkeit von unterschiedlichen Trennflüssigkeitsquellen oder alternativ von derselben Trennflüssigkeitsquelle bereitgestellt werden, d.h. die anfängliche Trennflüssigkeitsquelle und die sekundäre Trennflüssigkeitsquelle können durch unterschiedliche Trennflüssigkeitsreservoirs oder alternativ durch ein gemeinsames Trennflüssigkeitsreservoir realisiert werden. Insbesondere für den Fall, dass die Ausgangssperrflüssigkeit und die Zusatzsperrflüssigkeit aus ein und demselben Trennflüssigkeitsmaterial bzw. -typ bestehen, können die primäre Trennflüssigkeitsquelle und die sekundäre Trennflüssigkeitsquelle durch einen gemeinsamen Trennflüssigkeitsbehälter realisiert werden, wobei sich die Begriffe „primär“ und „sekundär“ in diesem Fall lediglich auf die Funktionalität des gemeinsamen Trennflüssigkeitsbehälters beziehen, d.h. der gemeinsame Trennflüssigkeitsbehälter, d.h. der gemeinsame Trennflüssigkeitsbehälter kann als primäre Trennflüssigkeitsquelle für die Bereitstellung der anfänglichen Trennflüssigkeit fungieren, die die Probe innerhalb des Arrays von Reaktionsbereichen der mikrofluidischen Vorrichtung primär versiegelt, und kann dann als sekundäre Trennflüssigkeitsquelle für die Bereitstellung zusätzlicher Trennflüssigkeit zum Ausspülen etwaiger Gasblasen aus dem Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung fungieren. Eine solche Konfiguration kann gewählt werden, da die Komplexität der Struktur des mikrofluidischen Systems im Vergleich zur Bereitstellung von zwei verschiedenen Trennflüssigkeitsbehältern reduziert werden kann.According to a specific embodiment of the microfluidic dPCR system of the present invention, the initial separation liquid and the additional separation liquid are made of one and the same separation liquid material, which means that each separation liquid used with the microfluidic system of the present invention can be the same type of separation liquid. In addition, each separating liquid must be immiscible with the sample liquid. As such an immiscible liquid, an oil liquid or a polymer liquid can be used, for example a silicone liquid such as polydimethylsiloxane (PDMS), or a mixture of an oil liquid and a polymer liquid. In addition, the initial separation liquid and the additional separation liquid can be provided by different separation liquid sources or alternatively from the same separation liquid source, i.e. the initial separation liquid source and the secondary separation liquid source can be realized by different separation liquid reservoirs or alternatively by a common separation liquid reservoir. In particular, in the event that the initial barrier liquid and the additional barrier liquid consist of one and the same separating liquid material or type, the primary separating liquid source and the secondary separating liquid source can be realized by a common separating liquid container, the terms “primary” and “secondary” being used in this case relate only to the functionality of the common separation liquid container, i.e. the common separation liquid container, i.e. the common separation liquid container can function as a primary separation liquid source for providing the initial separation liquid that primarily seals the sample within the array of reaction regions of the microfluidic device, and can then act as a secondary Separating liquid source for providing additional separating liquid for flushing out any gas bubbles from the flow channel of the microfluidic device. Such a configuration can be chosen because the complexity of the structure of the microfluidic system can be reduced compared to providing two different separation liquid containers.
Gemäß einer weiteren spezifischen Ausführungsform des dPCR-mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung kann die Pumpeinrichtung von einer Steuereinheit gesteuert werden, um die zusätzliche Trennflüssigkeit bei Bedarf durch den Strömungskanal zu pumpen, um Gasblasen aus dem Strömungskanal zu spülen. Dabei kann die Steuereinheit von Hand durch einen Bediener oder automatisch ausgelöst werden, z.B. auf der Grundlage eines Rückmeldesignals von einer zusätzlichen Systemkomponente, die das Auftreten von Gasblasen im Strömungskanal erkennt oder überwacht. Auch kann die Steuereinheit die Pumpeinrichtung anweisen, zusätzliche Trennflüssigkeit nach einem vorgegebenen Muster durch den Strömungskanal zu pumpen, z.B. auf der Grundlage der Thermocycling-Schritte, die auf die Probenflüssigkeit in den Reaktionsbereichen anzuwenden sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, dass die Pumpeinrichtung so gesteuert wird, dass sie eine vorbestimmte Menge der zusätzlichen Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal pumpt, wobei die Pumpeinrichtung so gesteuert werden kann, dass sie die zusätzliche Trennflüssigkeit entweder ständig, intermittierend oder bei Erkennung von Gasblasen im Strömungskanal durch den Strömungskanal pumpt.According to a further specific embodiment of the dPCR microfluidic system of the present invention, the pumping device can be controlled by a control unit to pump the additional separation liquid through the flow channel when necessary to flush gas bubbles from the flow channel. The control unit can be triggered manually by an operator or automatically, for example based on a feedback signal from an additional system component that detects or monitors the occurrence of gas bubbles in the flow channel. Also, the control unit can instruct the pumping device to pump additional separation liquid through the flow channel in a predetermined pattern, for example based on the thermocycling steps to be applied to the sample liquid in the reaction areas. It can be advantageous that the pump device is controlled so that it pumps a predetermined amount of the additional separating liquid through the flow channel, whereby the pump device can be controlled so that it pumps the additional separating liquid either constantly, intermittently or when gas bubbles are detected in the flow channel pumps through the flow channel.
Gemäß einer weiteren spezifischen Ausführungsform des dPCR-mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung kann das mikrofluidische System ferner eine mit dem Strömungskreislauf verbundene Blasenfalle zur Abtrennung von Luft aus der Abdichtflüssigkeit umfassen, wobei die Blasenfalle stromabwärts des Auslasses der mikrofluidischen Vorrichtung angeordnet ist. Dadurch können etwaige Gasblasen, die durch die zusätzlich ausgeströmte Trennflüssigkeit aus dem Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung herausgespült werden, aus der im Strömungskreislauf fließenden Trennflüssigkeit entfernt werden. Dementsprechend kann die optionale Blasenfalle im Fluidweg der Trennflüssigkeit, wie er durch den Strömungskreislauf vorgegeben ist, angeordnet werden, um Luftblasen aus der geströmten Trennflüssigkeit abzutrennen. Dadurch können Gasblasen sofort aus dem mikrofluidischen System der vorliegenden Erfindung entfernt werden, ohne dass die aus der mikrofluidischen Vorrichtung austretende Trennflüssigkeit aufgefangen und Gasblasen daraus extrahiert werden müssen.According to another specific embodiment of the dPCR microfluidic system of the present invention, the microfluidic system may further comprise a bubble trap connected to the flow circuit for separating air from the sealing liquid, the bubble trap being disposed downstream of the outlet of the microfluidic device. As a result, any gas bubbles that are flushed out of the flow channel of the microfluidic device by the additional separating liquid flowing out can be removed from the separating liquid flowing in the flow circuit. Accordingly, the optional bubble trap can be arranged in the fluid path of the separating liquid, as specified by the flow circuit, in order to separate air bubbles from the flowing separating liquid. As a result, gas bubbles can be immediately removed from the microfluidic system of the present invention without having to collect the separating liquid emerging from the microfluidic device and without having to extract gas bubbles therefrom.
Gemäß einer weiteren spezifischen Ausführungsform des dPCR-mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung kann die Probenflüssigkeit eine wässrige Lösung sein, die die biologische Probe und die für den dPCR-Assay erforderlichen Reagenzien umfasst, wobei die Probenflüssigkeit zunächst durch den Strömungskanal in die Anordnung der Reaktionsbereiche geströmt werden kann, um jeden Reaktionsbereich mit Probenflüssigkeit zu füllen. Anschließend, d.h. nach der Bereitstellung der Probenflüssigkeit für die Anordnung von Reaktionsbereichen, wird die anfängliche Trennflüssigkeit in den Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung geströmt, um die Probenflüssigkeit innerhalb der Reaktionsbereiche zu versiegeln.According to a further specific embodiment of the dPCR microfluidic system of the present invention, the sample liquid may be an aqueous solution comprising the biological sample and the reagents required for the dPCR assay, wherein the sample liquid is first flowed through the flow channel into the arrangement of the reaction areas can be used to fill each reaction area with sample liquid. Subsequently, i.e. after providing the sample liquid for the arrangement of reaction regions, the initial separation liquid is flowed into the flow channel of the microfluidic device in order to seal the sample liquid within the reaction regions.
Gemäß einer weiteren spezifischen Ausführungsform des dPCR-mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung kann das mikrofluidische System ferner eine Detektionseinrichtung zum Nachweis des Vorhandenseins oder der Erzeugung von Gasblasen in der mikrofluidischen Vorrichtung umfassen, wie z.B. eine optische Abbildungsvorrichtung, beispielsweise eine optische Kamera, die das Vorhandensein oder die Erzeugung von Gasblasen im Inneren des Strömungskanals vor und während des Thermocyclings nachweisen und/oder überwachen kann, sofern der Strömungskanal eine optische Überwachung ermöglicht. Dabei kann z.B. das Innere des Strömungskanals von außen sichtbar gemacht werden, z.B. durch ein Sichtfenster, transparente Wände des Strömungskanals, o.ä.. Dementsprechend kann die Detektionseinrichtung dazu verwendet werden, ein Rückmeldesignal zu liefern, das das Auftreten von Gasblasen im Inneren des Strömungskanals anzeigt, wobei die Steuereinheit auf der Grundlage eines solchen Rückmeldesignals ausgelöst werden kann. Mit einer solchen Struktur kann das mikrofluidische System automatisch arbeiten, ohne dass ein Bediener die mikrofluidische Vorrichtung während des Thermocyclings oder dergleichen überwachen muss.According to a further specific embodiment of the dPCR microfluidic system of the present invention, the microfluidic system may further comprise a detection device for detecting the presence or generation of gas bubbles in the microfluidic device, such as an optical imaging device, for example an optical camera, which detects the presence or can detect and/or monitor the generation of gas bubbles inside the flow channel before and during thermocycling, provided the flow channel enables optical monitoring. For example, the interior of the flow channel can be made visible from the outside, for example through a viewing window, transparent walls of the flow channel, or similar. Accordingly, the detection device can be used to provide a feedback signal that indicates the occurrence of gas bubbles inside the flow channel indicates, wherein the control unit can be triggered based on such a feedback signal. With such a structure, the microfluidic system can operate automatically without requiring an operator to monitor the microfluidic device during thermocycling or the like.
Um das Probenmaterial in den Reaktionsbereichen mit einem Thermozyklus-Temperaturprofil zu versehen, kann das mikrofluidische System eine thermische Halterung umfassen, die die mikrofluidische Vorrichtung aufnimmt, um die Anordnung der Reaktionsbereiche mit einem Thermozyklus-Temperaturprofil zu versehen. Beispielsweise kann eine thermische Struktur, wie sie im Zusammenhang mit einer der
- (a) die sekundäre Trennflüssigkeitsquelle ein Reservoir mit nicht beheizter zusätzlicher Trennflüssigkeit umfasst, wobei stromabwärts des Reservoirs eine Durchflusserwärmungseinrichtung vorgesehen ist, um die zusätzliche Trennflüssigkeit bei Bedarf zu erwärmen, d.h. um die durch die Durchflusserwärmungseinrichtung strömende Trennflüssigkeit zu erwärmen, wenn das Temperaturprofil des Thermozyklus dies erfordert, wobei die Durchflusserwärmungseinrichtung in Form einer Temperiereinrichtung, die um einen Teil des vom Trennflüssigkeitsreservoir kommenden Strömungskreislaufs vorgesehen ist, eines angeschlossenen Durchflusserhitzers oder dergleichen ausgeführt sein kann;
- (b) die sekundäre Trennflüssigkeitsquelle mindestens ein Reservoir mit erwärmter zusätzlicher Trennflüssigkeit und mindestens ein Reservoir mit nicht erwärmter oder gekühlter zusätzlicher Trennflüssigkeit umfasst, wobei die Reservoire mittels eines jeweiligen Ventilmechanismus oder dergleichen, wie beispielsweise eines elektronisch gesteuerten Abgabeventils, trennbar mit dem Strömungskreislauf verbunden sein können, oder die Reservoire mittels eines Mischventils mit dem Strömungskreislauf verbunden sein können, um erwärmte zusätzliche Trennflüssigkeit und nicht erwärmte oder gekühlte zusätzliche Trennflüssigkeit zu mischen, um die gewünschte Temperatur der der mikrofluidischen Vorrichtung zuzuführenden Trennflüssigkeit zu erreichen;
- (c) die zusätzliche Trennflüssigkeit ein elektrisch leitfähiges Material, wie z.B. Graphen, umfasst, um die zusätzliche Trennflüssigkeit bei Bedarf durch die Anwendung von Elektrizität auf die zusätzliche Trennflüssigkeit zu erhitzen.
- (a) the secondary separation liquid source comprises a reservoir with unheated additional separation liquid, a flow-through heating device being provided downstream of the reservoir in order to heat the additional separation liquid if necessary, ie to heat the separation liquid flowing through the flow-through heating device if the temperature profile of the thermal cycle so requires, wherein the flow heating device can be designed in the form of a temperature control device, which is provided around a part of the flow circuit coming from the separating liquid reservoir, a connected flow heater or the like;
- (b) the secondary separation liquid source comprises at least one reservoir with heated additional separation liquid and at least one reservoir with unheated or cooled additional separation liquid, wherein the reservoirs can be separably connected to the flow circuit by means of a respective valve mechanism or the like, such as an electronically controlled dispensing valve , or the reservoirs can be connected to the flow circuit by means of a mixing valve in order to mix heated additional separation liquid and non-heated or cooled additional separation liquid in order to achieve the desired temperature of the separation liquid to be supplied to the microfluidic device;
- (c) the additional separation fluid comprises an electrically conductive material, such as graphene, to heat the additional separation fluid as needed by applying electricity to the additional separation fluid.
Bei Verwendung einer der Optionen (a) und (b) oder einer Kombination davon muss die Pumpeinrichtung so angepasst sein, dass sie den gewünschten dPCR-Zyklen folgen kann, d.h. die jeweils temperierte zusätzliche Trennflüssigkeit über das Probenarray und wieder davon weg bringen und eine beliebige Menge an zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal pumpen, um Gasblasen zu entfernen. Im Falle von Option (c), d.h. wenn die Trennflüssigkeit elektrisch erwärmt wird, sollte es sich um eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit handeln, die einen geeigneten Widerstand bietet, so dass sie sich beim Stromfluss erwärmt. Hier eignet sich eine Graphenlösung für eine solche Anwendung. In diesem Fall kann die Trennflüssigkeit jedoch nicht elektrisch abgekühlt werden; stattdessen muss entweder das Reservoir oder der mikrofluidische Chip selbst gekühlt werden, falls die Probentemperatur während der dPCR gesenkt werden muss. Außerdem könnte bei Anwendung der elektrischen Heizlösung ein kreisförmiges Trennflüssigkeitssystem ohne Reservoir verwendet werden, was eine genaue Kontrolle der dPCR-Zyklen erfordern würde, zum Beispiel durch eine umfassende Sensorstruktur, die die Temperaturen und Strömungen in Echtzeit überwacht.When using one of options (a) and (b) or a combination thereof, the pumping device must be adapted so that it can follow the desired dPCR cycles, ie bring the respective tempered additional separation liquid over and away from the sample array and any Amount of additional separating fluid Pump through the flow channel to remove gas bubbles. In the case of option (c), i.e. when the separation fluid is electrically heated, it should be an electrically conductive fluid that provides suitable resistance so that it heats up when current flows. A graphene solution is suitable for such an application. In this case, however, the separating liquid cannot be cooled electrically; instead, either the reservoir or the microfluidic chip itself must be cooled if the sample temperature needs to be lowered during dPCR. Furthermore, when using the electric heating solution, a circular separation fluid system without a reservoir could be used, which would require precise control of the dPCR cycles, for example through a comprehensive sensor structure that monitors the temperatures and flows in real time.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des dPCR-mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung kann das mikrofluidische System zusätzlich eine Druckkammer umfassen, die zumindest die mikrofluidische Vorrichtung umgibt. Hier kann die Funktionalität einer solchen zusätzlichen Druckkammer die bereits erreichte Vermeidung oder Beseitigung von Gasblasen im Inneren des mikrofluidischen Systems der vorliegenden Erfindung ergänzen und damit weiter sicherstellen, dass Gasblasen die Assay-Ergebnisse nicht stören können. Für das Thermocycling selbst kann die mikrofluidische Einwegvorrichtung einschließlich der ölgefüllten Öffnungen daher unter einen Druck von 1 bis 2 bar, beispielsweise etwa 1,5 bar, gesetzt werden, um die Blasenbildung während des Thermocyclings weiter zu unterdrücken. Dabei wird der Druck vorzugsweise auf die Innenseite der mikrofluidischen Vorrichtung aufgebracht, indem die gesamte mikrofluidische Vorrichtung innerhalb der Druckkammer angeordnet wird.According to a further embodiment of the dPCR microfluidic system of the present invention, the microfluidic system may additionally comprise a pressure chamber that surrounds at least the microfluidic device. Here, the functionality of such an additional pressure chamber can complement the already achieved avoidance or elimination of gas bubbles inside the microfluidic system of the present invention and thus further ensure that gas bubbles cannot interfere with the assay results. For the thermal cycling itself, the microfluidic disposable device including the oil-filled openings can therefore be placed under a pressure of 1 to 2 bar, for example about 1.5 bar, in order to further suppress the formation of bubbles during thermal cycling. The pressure is preferably applied to the inside of the microfluidic device by arranging the entire microfluidic device within the pressure chamber.
Gemäß einer weiteren spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner mindestens einen Sensor zur Überwachung der Temperatur der in der mikrofluidischen Vorrichtung aufgenommenen biologischen Proben umfassen, wobei ein solcher Sensor ein Temperatursensor sein kann, beispielsweise in Kombination mit einem Fluidflusssensor. Durch die Bereitstellung eines entsprechenden Sensors an einer der Komponenten des erfindungsgemäßen mikrofluidischen Systems kann die Temperatur der biologischen Proben während der dPCR genau überwacht werden, und die Heiz-/Kühlfunktion des mikrofluidischen Systems kann basierend auf den gemessenen Temperaturwerten der Proben gesteuert werden, um die verschiedenen Temperaturplateaus der dPCR genau und effizient zu regulieren. Dementsprechend ermöglichen derartige Sensoren, z.B. Temperatursensoren, eine präzise Steuerung der Thermocycling-Temperatur durch einen Steueralgorithmus oder Ähnliches, wobei Temperatursensoren und andere Sensoren zur Steuerung der jeweiligen Heiz-/Kühlrate verwendet werden, wobei die Heiz-/Kühlleistung durch Änderung der Fluidpumpgeschwindigkeit erheblich variiert werden kann.According to a further specific embodiment of the present invention, the device according to the invention can further comprise at least one sensor for monitoring the temperature of the biological samples recorded in the microfluidic device, such a sensor being a temperature sensor, for example in combination with a fluid flow sensor. By providing a corresponding sensor on one of the components of the microfluidic system according to the invention, the temperature of the biological samples can be accurately monitored during dPCR, and the heating/cooling function of the microfluidic system can be controlled based on the measured temperature values of the samples in order to achieve the various To regulate temperature plateaus of dPCR precisely and efficiently. Accordingly, such sensors, e.g., temperature sensors, enable precise control of the thermocycling temperature through a control algorithm or the like, using temperature sensors and other sensors to control the respective heating/cooling rate, with the heating/cooling output being varied significantly by changing the fluid pumping speed can.
Ferner wird hierin ein Verfahren zur dPCR einer biologischen Probe in einem wie oben beschriebenen mikrofluidischen System beschrieben, wobei das Verfahren einen Schritt des Strömens einer Probenflüssigkeit durch den Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung, die insbesondere in Form eines mikrofluidischen Chips bereitgestellt wird, und des Füllens der Anordnung von Reaktionsbereichen mit der Probenflüssigkeit in einer aufeinanderfolgenden Weise durch Drücken der Probenflüssigkeit durch den Strömungskanal umfasst, einen anschließenden Schritt des Durchströmens einer anfänglichen Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung, um jeden Reaktionsbereich zu versiegeln, nachdem dieser mit der Probenflüssigkeit gefüllt wurde, und um restliche Probenflüssigkeit aus der mikrofluidischen Vorrichtung herauszudrücken, einen Schritt des Anlegens eines Thermocycling-Temperaturprofils an die Anordnung von Reaktionsbereichen und einen Schritt des Pumpens zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung, um Gasblasen aus dem Strömungskanal zu spülen. Dabei können der Schritt des Aufbringens eines Temperaturprofils auf die Anordnung von Reaktionsbereichen und der Schritt des Pumpens von zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung zum Ausspülen von Gasblasen aus dem Strömungskanal in einem kombinierten Schritt erfolgen, d.h. wenn die Beaufschlagung des Arrays von Reaktionsbereichen mit einer Temperatur durch das Pumpen von erwärmter zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal erreicht wird, wobei das Pumpen der zusätzlichen Trennflüssigkeit zu einer Erwärmung der Probenflüssigkeit im Inneren der Reaktionsarrays und gleichzeitig zum Ausspülen von Gasblasen aus dem Strömungskanal führt. Weiter bevorzugt umfasst das beschriebene dPCR-Verfahren auch einen Schritt des Assays der in dem Array von Reaktionsbereichen bereitgestellten biologischen Probe, wodurch das Verfahren zu einem auf dPCR basierenden Analyseverfahren wird.Furthermore, a method for dPCR of a biological sample in a microfluidic system as described above is described herein, the method comprising a step of flowing a sample liquid through the flow channel of the microfluidic device, which is provided in particular in the form of a microfluidic chip, and filling the arrangement of reaction regions with the sample liquid in a sequential manner by forcing the sample liquid through the flow channel, a subsequent step of flowing an initial separation liquid through the flow channel of the microfluidic device to seal each reaction region after it has been filled with the sample liquid, and remaining squeezing sample liquid out of the microfluidic device, a step of applying a thermocycling temperature profile to the array of reaction regions, and a step of pumping additional separation liquid through the flow channel of the microfluidic device to flush gas bubbles from the flow channel. The step of applying a temperature profile to the arrangement of reaction areas and the step of pumping additional separating liquid through the flow channel of the microfluidic device for flushing out gas bubbles from the flow channel can take place in a combined step, i.e. if the array of reaction areas is exposed to a Temperature is achieved by pumping heated additional separation liquid through the flow channel, the pumping of the additional separation liquid leading to a heating of the sample liquid inside the reaction array and at the same time to the flushing out of gas bubbles from the flow channel. More preferably, the dPCR method described also includes a step of assaying the biological sample provided in the array of reaction areas, whereby the method becomes a dPCR-based analysis method.
Der Schritt des Pumpens zusätzlicher Trennflüssigkeit kann durch den Strömungskanal das Pumpen einer vorbestimmten Menge zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal bei Bedarf umfassen, wobei der Schritt des Pumpens zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal entweder ein Schritt des ständigen Pumpens zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal oder ein Schritt des intermittierenden Pumpens zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal, beispielsweise nur dann, wenn die Probenflüssigkeit innerhalb der Reaktionsbereiche temperiert werden muss, und/oder ein Schritt des Pumpens zusätzlicher Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal bei Erkennung von Gasblasen im Strömungskanal sein kann. Durch die Möglichkeit, bei Bedarf zusätzliche Trennflüssigkeit durch den Strömungskanal zu pumpen, können bereits vorhandene Gasblasen im Strömungskanal oder jegliche Art von Gasblasen, die während des Thermocyclings der Probe im Inneren der mikrofluidischen Vorrichtung entstehen, durch Spülen des Strömungskanals mit zusätzlicher Trennflüssigkeit aus der mikrofluidischen Vorrichtung entfernt werden. Dementsprechend kann mit diesem Verfahren der negative Einfluss von Gasblasen auf die Testergebnisse zumindest reduziert oder ganz vermieden werden, was zu einem deutlich verbesserten Verfahren zur dPCR einer biologischen Probe in dem erfindungsgemäßen mikrofluidischen System führt.The step of pumping additional separation fluid through the flow channel may include pumping a predetermined amount of additional separation fluid through the flow channel as needed, wherein the step of pumping additional separation fluid through the flow channel is either a step of continuously pumping additional separation fluid through the flow channel or a step of intermittently pumping additional separating liquid through the flow channel, for example only if the sample liquid has to be tempered within the reaction areas, and / or can be a step of pumping additional separating liquid through the flow channel when gas bubbles are detected in the flow channel. Due to the possibility of pumping additional separating liquid through the flow channel if necessary, existing gas bubbles in the flow channel or any type of gas bubbles that arise during the thermocycling of the sample inside the microfluidic device can be removed by flushing the flow channel with additional separating liquid from the microfluidic device be removed. Accordingly, with this method, the negative influence of gas bubbles on the test results can at least be reduced or completely avoided, which leads to a significantly improved method for dPCR of a biological sample in the microfluidic system according to the invention.
Das hierin beschriebene Verfahren kann ferner einen Schritt der Überwachung und des Nachweises des Vorhandenseins oder der Erzeugung von Gasblasen in der mikrofluidischen Vorrichtung umfassen, z.B. mit Hilfe der Nachweismittel, z.B. in Form einer optischen Kamera oder dergleichen, die das Vorhandensein oder die Erzeugung von Gasblasen im Inneren des Strömungskanals vor und während des Thermocyclings nachweisen und/oder überwachen kann, vorausgesetzt, dass der Strömungskanal eine optische Überwachung ermöglicht, d.h. das Innere des Strömungskanals ist von außen sichtbar, z.B. mittels eines Sichtfensters, transparenter Wände des Strömungskanals oder dergleichen. Dementsprechend kann die Detektionseinrichtung dazu verwendet werden, ein Rückmeldesignal zu liefern, das das Auftreten von Gasblasen im Inneren des Strömungskanals anzeigt, wobei die Steuereinheit auf der Grundlage eines solchen Rückmeldesignals ausgelöst werden kann, was zu einem rückmeldegesteuerten dPCR-Verfahren führt. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren einen weiteren Schritt zur Abtrennung von Gasblasen aus der zusätzlichen Trennflüssigkeit umfassen, beispielsweise mit Hilfe der Blasenfalle, die mit dem Strömungskreislauf stromabwärts des Auslasses der mikrofluidischen Vorrichtung verbunden ist. Auf diese Weise kann jede Gasblase, die durch die strömende zusätzliche Trennflüssigkeit aus dem Strömungskanal der mikrofluidischen Vorrichtung herausgespült wird, aus der im Strömungskreislauf fließenden Trennflüssigkeit entfernt werden. Dementsprechend kann der optionale Schritt der Abtrennung von Gasblasen aus der zusätzlichen Trennflüssigkeit mittels der im Fluidpfad der Trennflüssigkeit angeordneten Blasenfalle nützlich sein, um Gasblasen sofort aus dem mikrofluidischen System der vorliegenden Erfindung zu entfernen, ohne die Notwendigkeit, die aus der mikrofluidischen Vorrichtung austretende Trennflüssigkeit zu sammeln und alle Gasblasen zu einem späteren Zeitpunkt daraus zu extrahieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren auch einen Schritt der Druckbeaufschlagung der mikrofluidischen Vorrichtung umfassen, zum Beispiel mittels einer Druckkammer, die zumindest die mikrofluidische Vorrichtung umgibt. Die Funktionalität eines solchen zusätzlichen Druckaufbringungsschritts kann die bereits erreichte Vermeidungs- oder Entfernungsfähigkeit des dPCR-Verfahrens ergänzen, wodurch weiter sichergestellt wird, dass Gasblasen die Testergebnisse nicht stören. Dabei kann die mikrofluidische Vorrichtung mit einem Druck von 1 bis 2 bar, beispielsweise etwa 1,5 bar, beaufschlagt werden, um die Blasenbildung während des Thermocyclings weiter zu unterdrücken, wobei der Druck auf das Innere der mikrofluidischen Vorrichtung aufgebracht werden kann, entweder durch Druckbeaufschlagung einer Seitenwand des Strömungskanals, die als flexibles druckübertragendes Bauteil wirkt, oder durch Druckbeaufschlagung der gesamten mikrofluidischen Vorrichtung, die in diesem Fall eine gewisse Kompressibilität aufweisen muss.The method described herein may further comprise a step of monitoring and detecting the presence or generation of gas bubbles in the microfluidic device, for example using the detection means, for example in the form of an optical camera or the like, which detects the presence or generation of gas bubbles in the microfluidic device The interior of the flow channel can be detected and/or monitored before and during thermal cycling, provided that the flow channel enables optical monitoring, i.e. the interior of the flow channel is visible from the outside, for example by means of a viewing window, transparent walls of the flow channel or the like. Accordingly, the detection device can be used to provide a feedback signal indicating the occurrence of gas bubbles inside the flow channel, wherein the control unit can be triggered based on such feedback signal, resulting in a feedback-controlled dPCR method. Alternatively or additionally, the method may include a further step for separating gas bubbles from the additional separation liquid, for example with the aid of the bubble trap, which is connected to the flow circuit downstream of the outlet of the microfluidic device. In this way, every gas bubble that is flushed out of the flow channel of the microfluidic device by the additional separating liquid flowing can be removed from the separating liquid flowing in the flow circuit. Accordingly, the optional step of separating gas bubbles from the additional separation liquid using the bubble trap disposed in the fluid path of the separation liquid may be useful to immediately remove gas bubbles from the microfluidic system of the present invention without the need to collect the separation liquid exiting the microfluidic device and extract any gas bubbles from it at a later date. Alternatively or additionally, the method can also include a step of pressurizing the microfluidic device, for example by means of a pressure chamber that surrounds at least the microfluidic device. The functionality of such an additional pressure application step can complement the already achieved avoidance or removal capability of the dPCR method, further ensuring that gas bubbles do not interfere with test results. The microfluidic device can be pressurized with a pressure of 1 to 2 bar, for example about 1.5 bar, in order to further suppress the formation of bubbles during thermocycling, the pressure being able to be applied to the interior of the microfluidic device, either by pressurization a side wall of the flow channel, which acts as a flexible pressure-transmitting component, or by pressurizing the entire microfluidic device, which in this case must have a certain compressibility.
Der Schritt der Anwendung eines Thermocycling-Temperaturprofils auf das Array von Reaktionsbereichen kann einen Schritt der Steuerung des Temperaturprofils einer thermischen Halterung, die die mikrofluidische Vorrichtung aufnimmt, umfassen, um ein Thermocycling-Temperaturprofil für das Array von Reaktionsbereichen bereitzustellen, oder - alternativ - einen Schritt der Steuerung einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung zum Erhitzen und/oder Kühlen der Temperatur der Trennflüssigkeit auf eine gewünschte Thermocycling-Temperaturprofiltemperatur. Dabei kann der Schritt der Steuerung einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung eine der folgenden Optionen umfassen:
- (a) einen Schritt zur Steuerung einer stromabwärts von der sekundären Trennflüssigkeitsquelle vorgesehenen Durchflussheizeinrichtung, um die zusätzliche Trennflüssigkeit bei Bedarf zu erwärmen;
- (b) einen Schritt der Steuerung eines Ventilmechanismus zum Mischen von zusätzlicher Trennflüssigkeit aus mindestens einem Vorratsbehälter mit einer beheizten zusätzlichen Trennflüssigkeit und mindestens einem Vorratsbehälter mit einer nicht beheizten oder gekühlten zusätzlichen Trennflüssigkeit;
- (c) einen Schritt des Anlegens von Elektrizität an die zusätzliche Trennflüssigkeit je nach Bedarf, wobei die zusätzliche Trennflüssigkeit elektrisch leitendes Material, wie Graphen-Material, zur Erwärmung der zusätzlichen Trennflüssigkeit durch die Anwendung von Elektrizität umfasst;
- (d) eine Kombination der zuvor genannten optionalen Schritte (a) bis (c).
- (a) a step of controlling a flow heater provided downstream of the secondary separation fluid source to heat the additional separation fluid as needed;
- (b) a step of controlling a valve mechanism for mixing additional separation liquid from at least one storage container with a heated additional separation liquid and at least one storage container with a non-heated or cooled additional separation liquid;
- (c) a step of applying electricity to the additional separation liquid as needed, the additional separation liquid comprising electrically conductive material, such as graphene material, for heating the additional separation liquid by the application of electricity;
- (d) a combination of the aforementioned optional steps (a) to (c).
Das oben beschriebene mikrofluidische System der vorliegenden Erfindung kann Teil eines automatisierten Verarbeitungssystems sein, wie z.B. eines analytischen, präanalytischen oder postanalytischen Verarbeitungssystems, das üblicherweise in modernen Laboratorien zur automatischen Verarbeitung biologischer Proben eingesetzt wird, das jedes Gerät oder jede Gerätekomponente umfassen kann, welches bzw. welche in der Lage ist/sind, einen oder mehrere Verarbeitungsschritte/Arbeitsschritte an einer oder mehreren biologischen Proben auszuführen, und das analytische Instrumente, präanalytische Instrumente und auch postanalytische Instrumente umfasst. Der Ausdruck „Verarbeitungsschritte“ bezieht sich dabei auf physisch ausgeführte Verarbeitungsschritte, wie z.B. die Durchführung der einzelnen Schritte eines dPCR-Verfahrens. Der Begriff „analytisch“, wie er hier verwendet wird, umfasst jeden Prozessschritt, der von einem oder mehreren Laborgeräten oder operativen Einheiten ausgeführt wird, die zur Durchführung eines analytischen Tests an einer oder mehreren biologischen Proben geeignet sind. Im Kontext der biomedizinischen Forschung ist die analytische Bearbeitung ein technisches Verfahren zur Charakterisierung der Parameter einer biologischen Probe oder eines Analyten. Eine solche Charakterisierung von Parametern umfasst beispielsweise die Bestimmung der Konzentration bestimmter Proteine, Nukleinsäuren, Metaboliten, Ionen oder Moleküle verschiedener Größen in biologischen Proben, die von Menschen oder Labortieren stammen, oder Ähnliches. Die gesammelten Informationen können verwendet werden, um z.B. die Auswirkungen der Verabreichung von Medikamenten auf den Organismus oder auf bestimmte Gewebe zu bewerten. Weitere Analysen können optische, elektrochemische oder andere Parameter der biologischen Proben oder der im Probenmaterial enthaltenen Analyten bestimmen.The microfluidic system of the present invention described above may be part of an automated processing system, such as an analytical, pre-analytical or post-analytical processing system commonly used in modern laboratories for automatic processing of biological samples, which may include any device or device component which which is/are capable of carrying out one or more processing steps/operations on one or more biological samples, and which includes analytical instruments, pre-analytical instruments and also post-analytical instruments. The term “processing steps” refers to physically carried out processing steps, such as carrying out the individual steps of a dPCR process. The term “analytical,” as used herein, includes any process step performed by one or more laboratory instruments or operational units capable of performing an analytical test on one or more biological samples. In the context of biomedical research, analytical processing is a technical procedure for characterizing the parameters of a biological sample or analyte. Such characterization of parameters includes, for example, the determination of the concentration of certain proteins, nucleic acids, metabolites, ions or molecules of various sizes in biological samples derived from humans or laboratory animals, or the like. The information collected can be used, for example, to evaluate the effects of drug administration on the organism or on certain tissues. Further analyzes can determine optical, electrochemical or other parameters of the biological samples or the analytes contained in the sample material.
Die oben beschriebenen Verfahrensschritte können von der Steuereinheit des beschriebenen mikrofluidischen Systems gesteuert werden, die auch jede Art von Betätigung oder Überwachung des oben beschriebenen mikrofluidischen Systems und seiner Komponenten steuern kann, wobei der Begriff „Steuereinheit“, wie er hier verwendet wird, jedes physische oder virtuelle Verarbeitungsgerät, wie z.B. eine CPU oder ähnliches, umfasst, das auch ein ganzes Laborinstrument oder sogar eine ganze Arbeitsstation, die ein oder mehrere Laborinstrumente umfasst, so steuern kann, dass Arbeitsabläufe und Arbeitsschritte durchgeführt werden. Die Steuereinheit kann beispielsweise verschiedene Arten von Anwendungssoftware tragen und das automatisierte Verarbeitungssystem oder ein bestimmtes Instrument oder Gerät davon anweisen, präanalytische, postanalytische und analytische Arbeitsabläufe/Arbeitsschritte durchzuführen. Die Steuereinheit kann von einer Datenverwaltungseinheit Informationen darüber erhalten, welche Schritte mit einer bestimmten Probe durchgeführt werden müssen. Darüber hinaus kann die Steuereinheit in eine Datenverwaltungseinheit integriert sein, aus einem Servercomputer bestehen und/oder Teil eines Instruments sein oder sogar über mehrere Instrumente des automatisierten Verarbeitungssystems verteilt sein. Die Steuereinheit kann beispielsweise als speicherprogrammierbare Steuerung ausgeführt werden, die ein computerlesbares Programm mit Anweisungen zur Durchführung von Operationen ausführt. Um solche Anweisungen von einem Benutzer zu erhalten, kann zusätzlich eine Benutzerschnittstelle vorgesehen werden, wobei der Begriff „Benutzerschnittstelle“, wie er hier verwendet wird, jede geeignete Anwendungssoftware und/oder Hardware für die Interaktion zwischen einem Bediener und einer Maschine umfasst, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine grafische Benutzerschnittstelle, die als Eingabe einen Befehl von einem Bediener empfängt und auch Rückmeldungen und Informationen an diesen übermittelt. Ein System/Gerät kann auch mehrere Benutzerschnittstellen aufweisen, um verschiedene Arten von Benutzern/Bedienern zu bedienen.The method steps described above can be controlled by the control unit of the described microfluidic system, which can also control any type of actuation or monitoring of the above-described microfluidic system and its components, where the term “control unit” as used herein means any physical or virtual processing device, such as a CPU or the like, which can also control an entire laboratory instrument or even an entire workstation comprising one or more laboratory instruments so that workflows and work steps are carried out. For example, the control unit may carry various types of application software and instruct the automated processing system or a specific instrument or device thereof to perform pre-analytical, post-analytical and analytical workflows/operations. The control unit can receive information from a data management unit about which steps need to be carried out with a particular sample. In addition, the control unit can be integrated into a data management unit, consist of a server computer and/or be part of an instrument or even be distributed across several instruments of the automated processing system. The control unit can, for example, be implemented as a programmable logic controller that executes a computer-readable program with instructions for carrying out operations. In order to receive such instructions from a user, a user interface may additionally be provided, where the term "user interface" as used herein includes any suitable application software and/or hardware for interaction between an operator and a machine, including but not limited to not limited to a graphical user interface that receives as input a command from an operator and also provides feedback and information to the operator. A system/device may also have multiple user interfaces to serve different types of users/operators.
Wie hier und auch in den beigefügten Ansprüchen verwendet, schließen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ den Plural ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. In ähnlicher Weise sind die Wörter „umfassen“, „enthalten“ und „einschließen“ eher inklusiv als exklusiv zu verstehen, d.h. im Sinne von „einschließlich, aber nicht beschränkt auf“. Ebenso soll das Wort „oder“ „und“ einschließen, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Die Begriffe „Vielzahl“, „Mehrzahl“ oder „Pluralität“ beziehen sich auf zwei oder mehr, d.h. 2 oder >2, mit ganzzahligen Vielfachen, während sich die Begriffe „Einzahl“ oder „Singularität“ auf einen, d.h. =1, beziehen. Darüber hinaus ist der Begriff „mindestens eine“ als eine oder mehrere, d.h. 1 oder >1, auch mit ganzzahligen Vielfachen, zu verstehen. Dementsprechend schließen Wörter, die den Singular oder Plural verwenden, auch den Plural bzw. Singular ein. Darüber hinaus beziehen sich die Wörter „hierin“, „oben“, „vorher“ und „unten“ sowie Wörter ähnlicher Bedeutung, wenn sie in dieser Anmeldung verwendet werden, auf diese Anmeldung als Ganzes und nicht auf bestimmte Teile der Anmeldung.As used herein and in the appended claims, the singular forms "a", "an" and "the" include the plural unless the context clearly requires otherwise. Similarly, the words "include", "include" and "include" are to be understood inclusively rather than exclusively, i.e. in the sense of "including but not limited to". Likewise, the word “or” shall include “and” unless the context clearly indicates otherwise. The terms "multiplicity", "plurality" or "plurality" refer to two or more, i.e. 2 or >2, with integer multiples, while the terms "singular" or "singularity" refer to one, i.e. =1. In addition, the term “at least one” is to be understood as one or more, i.e. 1 or >1, including integer multiples. Accordingly, words that use the singular or plural also include the plural or singular. In addition, the words “herein,” “above,” “before,” and “below,” and words of similar meaning, when used in this application, refer to this application as a whole and not to any particular portion of the application.
Die Beschreibung spezifischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder auf eine Beschränkung der Offenbarung auf die angegebene genaue Form. Während die spezifischen Ausführungsformen und Beispiele für die vorliegende Offenbarung hier zur Veranschaulichung beschrieben werden, sind verschiedene äquivalente Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Offenbarung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargestellt sind, möglich, wie es für einen Fachmann auf dem vorliegenden technischen Gebiet ersichtlich ist. Bestimmte Elemente der vorstehend und später beschriebenen Ausführungsformen können kombiniert oder durch Elemente in anderen Ausführungsformen ersetzt werden. Um Wiederholungen zu vermeiden, sind in den Zeichnungen dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und Teile, die von einem Fachmann leicht umzusetzen sind, können weggelassen sein. Während die mit bestimmten Ausführungsformen der Offenbarung verbundenen Vorteile im Zusammenhang mit diesen Ausführungsformen beschrieben wurden, können auch andere Ausführungsformen solche Vorteile aufweisen, und nicht alle Ausführungsformen müssen notwendigerweise solche Vorteile aufweisen, um in den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang der Offenbarung zu fallen.The description of specific embodiments of the present invention is not intended to be complete or to limit the disclosure to the precise form stated. While the specific embodiments and examples of the present disclosure are here Illustratively, various equivalent modifications are possible within the scope of the disclosure as set forth in the appended claims, as will be apparent to one skilled in the art. Certain elements of the embodiments described above and later may be combined or replaced with elements in other embodiments. To avoid repetition, the same elements are designated by the same reference numerals in the drawings, and parts that are easily implemented by one skilled in the art may be omitted. While the advantages associated with certain embodiments of the disclosure have been described in connection with these embodiments, other embodiments may also have such advantages, and not all embodiments must necessarily have such advantages to fall within the scope of the disclosure as defined by the appended claims.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung spezifischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die im Folgenden beschriebenen spezifischen Ausführungsformen sind nicht als Einschränkung des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass verschiedene Abwandlungen, Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen, und es ist daher zu verstehen, dass solche äquivalenten Ausführungsformen hierin enthalten sind. Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen ersichtlich.The following examples are provided to illustrate specific embodiments of the present invention. The specific embodiments described below should not be construed as limiting the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various alterations, changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims, and it is therefore to be understood that such equivalent embodiments are included herein. Further aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments shown in the figures.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
-
1 ist eine konzeptionelle Darstellung eines mikrofluidischen Systems für dPCR einer biologischen Probe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;1 is a cross-sectional conceptual representation of a microfluidic system for dPCR of a biological sample according to a first embodiment of the present invention; -
2 ist eine konzeptionelle Darstellung eines mikrofluidischen Systems für dPCR einer biologischen Probe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;2 is a cross-sectional conceptual representation of a microfluidic system for dPCR of a biological sample according to a second embodiment of the present invention; -
3A und3B sind schematische Strukturdarstellungen eines bekannten mikrofluidischen Systems in Draufsicht und Querschnittsansicht; und3A and3B are schematic structural representations of a known microfluidic system in plan view and cross-sectional view; and -
4A bis4D zeigen verschiedene Stufen einer dPCR mit schematischen Funktionsdarstellungen des Wachstums und der Erzeugung von Gasblasen in einem bekannten mikrofluidischen System.4A until4D show different stages of a dPCR with schematic functional representations of the growth and generation of gas bubbles in a known microfluidic system.
LISTE DER REFERENZNUMMERNLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- mikrofluidisches System (erste Ausführungsform)microfluidic system (first embodiment)
- 1'1'
- mikrofluidisches System (zweite Ausführungsform)microfluidic system (second embodiment)
- 22
- mikrofluidische Vorrichtungmicrofluidic device
- 2121
- untere Platte / untere Schicht der mikrofluidischen Vorrichtungbottom plate/bottom layer of the microfluidic device
- 2222
- obere Platte / obere Schicht der mikrofluidischen Vorrichtungtop plate/top layer of the microfluidic device
- 2323
- Einlass der mikrofluidischen VorrichtungInlet of the microfluidic device
- 231231
- Einlassabdeckung der mikrofluidischen VorrichtungMicrofluidic device inlet cover
- 2424
- Auslass der mikrofluidischen VorrichtungMicrofluidic device outlet
- 241241
- Auslassabdeckung der mikrofluidischen VorrichtungMicrofluidic device outlet cover
- 2525
- Strömungskanal der mikrofluidischen VorrichtungFlow channel of the microfluidic device
- 2626
- Anordnung/Array an Reaktionsbereichen / Vertiefungen / WellsArrangement/array of reaction areas/wells/wells
- 2727
- Probenflüssigkeit (in die Reaktionsbereiche gefüllt)Sample liquid (filled into the reaction areas)
- 2828
- anfängliche Trennflüssigkeitinitial separation fluid
- 2929
- zusätzliche Trennflüssigkeitadditional separating fluid
- 33
- StrömungskreislaufFlow circuit
- 3131
- Pumpepump
- 3232
- BlasenfalleBubble trap
- 44
- sekundäre Trennflüssigkeitsquellesecondary separation fluid source
- 4141
- temperiertes Reservoirtempered reservoir
- 411411
- elektronisch gesteuertes Förderventilelectronically controlled delivery valve
- 4242
- nicht temperiertes Reservoiruntempered reservoir
- 421421
- elektronisch gesteuertes Förderventilelectronically controlled delivery valve
- 55
- DurchlauferhitzerInstantaneous water heater
- 66
- Mikrofluidik-Chip / mikrofluidischer ChipMicrofluidic chip / microfluidic chip
- 6161
- untere Platte / untere Schicht des mikrofluidischen Chipsbottom plate/bottom layer of the microfluidic chip
- 6262
- obere Platte / oberste Schicht des mikrofluidischen Chipstop plate / top layer of the microfluidic chip
- 6363
- Einlass des mikrofluidischen ChipsInlet of the microfluidic chip
- 6464
- Auslass des mikrofluidischen ChipsMicrofluidic chip outlet
- 6565
- Strömungskanal des mikrofluidischen ChipsFlow channel of the microfluidic chip
- 6666
- Array von Mikrovertiefungen / MikrowellsArray of microwells/microwells
- 77
- Mikrofluidik-Chip / mikrofluidischer ChipMicrofluidic chip / microfluidic chip
- 7171
- untere Platte / untere Schicht des mikrofluidischen Chipsbottom plate/bottom layer of the microfluidic chip
- 7272
- obere Platte / oberste Schicht des mikrofluidischen Chipstop plate / top layer of the microfluidic chip
- 7373
- Einlass des mikrofluidischen ChipsInlet of the microfluidic chip
- 7474
- Auslass des mikrofluidischen ChipsMicrofluidic chip outlet
- 7575
- Strömungskanal des mikrofluidischen ChipsFlow channel of the microfluidic chip
- 7676
- Anordnung der Reaktionsbereiche / Vertiefungen / WellsArrangement of the reaction areas / depressions / wells
- 7777
- Probenflüssigkeit (in die Reaktionsbereiche gefüllt)Sample liquid (filled into the reaction areas)
- 7878
- Trennflüssigkeitseparating fluid
- 88th
- PlattenzykliererPlate cycler
- 8181
- untere Heizung des Plattenzyklerslower heater of the plate cycler
- 8282
- obere Heizung des Plattenzyklersplate cycle upper heater
- 9191
- anfängliche Gasblaseinitial gas bubble
- 9292
- neu entstehende Gasblasenewly emerging gas bubble
- 9393
- verschmolzene Gasblasefused gas bubble
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Das mikrofluidische System 1 umfasst ferner einen Strömungskreislauf 3, der mit der mikrofluidischen Vorrichtung 2 verbunden ist, wobei der Strömungskreislauf 3 dazu dient, zusätzliche Trennflüssigkeit 29 durch den Strömungskanal 25 der mikrofluidischen Vorrichtung 2 zu leiten, und zwar hauptsächlich dazu, die zusätzliche Trennflüssigkeit 29 durch den Strömungskanal 25 der mikrofluidischen Vorrichtung 2 zu leiten. Der Fluss der zusätzlichen Trennflüssigkeit 29 ist hier durch einen gegen den Uhrzeigersinn drehenden Pfeilkreis dargestellt. Die zusätzliche Trennflüssigkeit 29 stammt im Wesentlichen aus einer sekundären Trennflüssigkeitsquelle 4, die aus einem temperierten Reservoir 41 mit erwärmter zusätzlicher Trennflüssigkeit 29 und einem nicht temperierten Reservoir 42 mit nicht erwärmter oder gekühlter zusätzlicher Trennflüssigkeit 29 besteht, wobei die Reservoirs 41, 42 jeweils über ein elektronisch gesteuertes Abgabeventil 411, 421 mit dem Strömungskreislauf 3 verbunden sind. So kann durch Steuerung des Förderventils 411 erwärmte zusätzliche Trennflüssigkeit 29 in den Strömungskreislauf 3 und durch Steuerung des Förderventils 421 nicht erwärmte zusätzliche Trennflüssigkeit 29 in den Strömungskreislauf 3 eingeleitet werden, was zu einem gewünschten Temperaturprofil der zusätzlichen Trennflüssigkeit 29 im Strömungskreislauf 3 führt. Alternativ können sich das temperierte Reservoir 41 und das nicht temperierte Reservoir 42 ein gemeinsames Mischventil teilen, das dann im Sinne eines Mischhahns mit dem Strömungskreislauf 3 verbunden ist, so dass bereits vorgemischte und damit entsprechend temperierte zusätzliche Trennflüssigkeit 29 in den Strömungskreislauf 3 eingeleitet und der mikrofluidischen Vorrichtung 2 zugeführt wird.The microfluidic system 1 further comprises a
Um nun die zusätzliche Trennflüssigkeit 29 dem Strömungskanal 25 zuzuführen, ist eine Peristaltikpumpe 31, die als Pumpeinrichtung des mikrofluidischen Systems 1 fungiert, als Teil des Strömungskreislaufs 3 vorgesehen, um die zusätzliche Trennflüssigkeit 29 durch ihren Einlass 23 durch den Strömungskanal 25 und aus dem Auslass 24 zur mikrofluidischen Vorrichtung 2 zu pumpen, Dadurch wird nicht nur die Anordnung der Reaktionsbereiche 26 mit Wärme oder Kälte versorgt, um die Proben innerhalb der Anordnung der Reaktionsbereiche 26 zu thermozyklieren, sondern es wird auch erreicht, dass Gasblasen, falls diese innerhalb des Strömungskanals 25 auftreten, aus dem Strömungskanal 25 und dem Auslass 24, d.h. aus der mikrofluidischen Vorrichtung 2 herausgespült werden. Dabei kann die Pumpe 31 die zusätzliche Trennflüssigkeit 29 ständig durch den Strömungskanal 25 pumpen, oder sie kann die zusätzliche Trennflüssigkeit 29 intermittierend durch den Strömungskanal 25 pumpen, zum Beispiel nur dann, wenn die Probenflüssigkeit 27 innerhalb der Anordnung von Reaktionsbereichen 26 temperiert werden muss. Durch die Möglichkeit, bei Bedarf zusätzliche Trennflüssigkeit 29 durch den Strömungskanal 25 zu pumpen, können also bereits vorhandene Gasblasen innerhalb des Strömungskanals 25 oder jegliche Art von Gasblasen, die beim Thermocycling der Probenflüssigkeit 27 entstehen, durch Spülen des Strömungskanals 25 mit zusätzlicher Trennflüssigkeit 29 aus der mikrofluidischen Vorrichtung 2 entfernt werden. Um etwaige Gasblasen endgültig aus dem gesamten Strömungssystem entfernen zu können, umfasst das mikrofluidische System 1 ferner eine stromabwärts des Auslasses 24 der mikrofluidischen Vorrichtung 2 und in der vorliegenden Ausführungsform vor der Pumpe 31 angeordnete Blasenfalle 32, mit der etwaige Gasblasen aus der geströmten zusätzlichen Trennflüssigkeit 29 abgeschieden werden. Auf diese Weise können eventuelle Gasblasen sofort aus dem mikrofluidischen System 1 entfernt werden. Somit kann ein negativer Einfluss von Gasblasen auf die Testergebnisse zumindest reduziert oder ganz vermieden werden.In order to supply the additional separating
In
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Struktur der zuvor beschriebenen Ausführungsform, wie sie in
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf ihre spezifischen Ausführungsformen beschrieben wurde, dient diese Beschreibung nur der Veranschaulichung. Dementsprechend wird die Erfindung nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt.Although the present invention has been described with respect to its specific embodiments, this description is for illustrative purposes only. Accordingly, the invention is limited only by the scope of the appended claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2830769 A1 [0009]EP 2830769 A1 [0009]
- US 20050009101 A1 [0010]US 20050009101 A1 [0010]
- US 20050148066 A1 [0011]US 20050148066 A1 [0011]
Claims (65)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006869.1U DE202018006869U1 (en) | 2018-08-17 | 2018-08-17 | Microfluidic system for digital polymerase chain reaction (dPCR) of a biological sample |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006869.1U DE202018006869U1 (en) | 2018-08-17 | 2018-08-17 | Microfluidic system for digital polymerase chain reaction (dPCR) of a biological sample |
Publications (1)
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---|---|
DE202018006869U1 true DE202018006869U1 (en) | 2023-12-18 |
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ID=89429838
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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---|---|
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-
2018
- 2018-08-17 DE DE202018006869.1U patent/DE202018006869U1/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |