(57)【要約】マイクロコンポーネント（７）と接続ブロック（２）とが互いに押圧可能であるようにして、プレート状のマイクロコンポーネント（７）を受けるデバイス、接続ブロック（２）およびリフティングデバイス（６）を含む、マイクロコンポーネント接続システム（１）が開示される。接続ブロック（２）には、電気ライン端子および流体ライン端子（８，９）ならびに光学ライン端子（１６）が提供され、これらはそれぞれバネ状の、またはバネ付きの形態で、接続ブロック（２）の下面から突出している。マイクロコンポーネント（７）を与えられたライン端子（８，９，１６）に接続するために、マイクロコンポーネント（７）は、リフティングデバイス（６）によって、電気ライン端子（８）、流体ライン端子（９）または光学ライン端子（１６）に対して接続ブロック（２）の方向に押圧され、これらは、電気伝導性のバネのタングまたは中空のスタンプ（１０）として具体的に表される。
2005518936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート状のマイクロコンポーネントのための収容デバイスおよび前記マイクロコンポーネントに接続可能な複数のライン接続を有する、マイクロコンポーネント接続システムであって、マイクロコンポーネント（７）とライン接続（８，９，１６）とが、リフティングデバイス（６）によって互いに押圧可能であることを特徴とする、前記システム。
【請求項２】
マイクロコンポーネント（７）が、リフティングデバイス（６）によってライン接続（８，９，１６）に対して押圧可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項３】
ライン接続（８，９，１６）が、リフティングデバイス（６）によってマイクロコンポーネント（７）に対して押圧可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項４】
リフティングデバイス（６）が、カム、スピンドルまたはニーレバー機構によって、手で動作可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項５】
リフティングデバイス（６）が、制御可能な空気圧シリンダ、電動のシザージャッキまたは電気スピンドルドライブによって動作可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項６】
マイクロコンポーネント接続システム（１）が、ライン接続（８，９，１６）が通じている接続ブロック（２）を有すること、およびマイクロコンポーネント（７）が、リフティングデバイス（６）によって接続ブロック（２）の方向に押圧可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項７】
収容デバイスに収容されたマイクロコンポーネント（７）が、マイクロコンポーネント（７）の大きさに適合したフレーム（３）によって位置決め可能であることを特徴とする、請求項４に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項８】
接続ブロック（２）、フレーム（３）およびリフティングデバイス（６）が、マイクロコンポーネント（７）を収容可能な側にスロット穴を形成することを特徴とする、請求項５に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項９】
マイクロコンポーネント接続システム（１）のコーディングが、それに適合する収容されたマイクロコンポーネント（７）の配列の決定を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１０】
マイクロコンポーネント（７）が、凹部を有し、マイクロコンポーネント接続システム（１）のフレーム（３）が、前記凹部に適合する突起を有することを特徴とする、請求項７に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１１】
収容デバイスが、マイクロコンポーネントとの接続のために電気ライン接続および流体ライン接続（８，９）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１２】
流体ライン接続（９）が、それぞれ中空のラム（１０）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１３】
中空のラム（１０）が、収容されたマイクロコンポーネント（７）に面する穴の周りに、同軸に設けられたシーリングリング（１１）を有することを特徴とする、請求項１０に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１４】
中空のラム（１０）が、軸方向に移動可能であり、バネ付きであることを特徴とする、請求項１０に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１５】
電気ライン接続（８）が、バネ入りの電気接触（１２）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１６】
電気ライン接続（８）が、バネ付きの電気接触（１２）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１７】
バネ付きの電気接触（１２）が、突起を有し、電気伝導性を有し、バネを備えたテレスコープ接触として設計されることを特徴とする、請求項１４に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１８】
収容デバイスが、マイクロコンポーネント（７）との接続のために光学ライン接続（１６）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項１９】
光学ライン接続（１６）が、それぞれ中空のラム（１０）を有することを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２０】
中空のラム（１０）が、収容されたマイクロコンポーネント（７）に面する穴の周りに、同軸に設けられたシーリングリング（１１）を有することを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２１】
中空のラム（１０）が、軸方向に移動可能であり、バネ付きであることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２２】
中空のラム（１０）が、収容されたマイクロコンポーネント（７）に面する端部に円錐状部（２１）を有することを特徴とする、請求項１〜２１のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２３】
中空のラム（１０）が、弾性物質の円錐状部（２１）を有することを特徴とする、請求項２２に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２４】
光学ライン接続（１６）が、マイクロコンポーネント（７）のチャンネル部位（１８）から反対側に突出することを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２５】
反射層（２０）が、光学ライン接続（１６）の反対側のチャンネル部位（１８）の領域に設けられることを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２６】
光源が、光学ライン接続（１６）の反対側のチャンネル部位（１８）の領域に設けられることを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２７】
光学信号がチャンネル部位（１８）を介して光学ライン接続（１６）の一方から光学ライン接続（１６）の反対側に移動可能であるように、光学ライン接続（１６）が、反対側のマイクロコンポーネント（７）のチャンネル部位（１８）から突出することを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２８】
リフティングデバイス（６）が、マイクロコンポーネントのための支持プレート（６ａ）を有し、前記支持プレート（６ａ）の温度が、加熱デバイスおよび／または冷却デバイスによって制御可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項２９】
追加のセンサ要素、制御要素または空気ライン接続が、マイクロコンポーネント接続システム（１）に一体化されることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項３０】
フリットまたは膜が、流体ライン接続（９）および／または空気ライン接続に設けられることを特徴とする、請求項１または２９に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項３１】
複数のマイクロコンポーネント（７）が同時に収容され、かつそれぞれが関連するライン接続（８，９，１６）に並列または直列に接続可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項３２】
複数のライン接続（８，９，１６）が、ライン接続を介して互いに接続されることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロコンポーネント接続システム。
【請求項３３】
マイクロ流体制御化学反応を実行するための、請求項１〜３２のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システムの使用。
【請求項３４】
サンプルの電気泳動分離および解析を実行するための、請求項１〜３２のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システムの使用。
【請求項３５】
サンプルの等速電気泳動分離および解析を実行するための、請求項１〜３２のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システムの使用。
【請求項３６】
サンプル中でポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ反応）を実行するための、請求項１〜３２のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システムの使用。
【請求項３７】
複数のマイクロコンポーネントにサンプル物質を分配するための、請求項１〜３２のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システムの使用。
【請求項３８】
クロマトグラフ分離の後に、分離されたサンプル物質のフラクションを収集するための、請求項１〜３２のいずれかに記載のマイクロコンポーネント接続システムの使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、プレート状のマイクロコンポーネントのための収容デバイスおよびマイクロコンポーネントに接続可能である複数のライン接続を有する、マイクロコンポーネント接続システムに関する。
【０００２】
化学および薬学産業において、研究目的および製造目的での小型化されたコンポーネントの使用が増加している。マイクロコンポーネントの開発および使用により、少量の物質を用いて実行すべき反応および解析を迅速かつ効果的に実行することが可能になる。これは、異なる物質を用いて、または異なる条件下での多数の反応または解析を研究目的で実行する場合に特に有利である。また、マイクロリアクタの使用によって、制御された形態で反応またはサンプル解析の実行が可能になり、この場合、例えば、圧力または温度などのパラメータは非常に広い範囲であらかじめ決定することができる。
【０００３】
プレート状のマイクロコンポーネント、例えばマイクロミキサーまたはマイクロポンプなどは公知である。これらは、非常に少量の流量で反応または解析を実行するために使用される。このタイプのマイクロコンポーネントは、通常、関与する物質の供給および排出のための複数の穴を有する。マイクロコンポーネントの中およびマイクロコンポーネント上の電気的加熱要素または他の電力消費物には、エネルギーが供給され、電気ライン接続を介して動作可能である。
反応または解析が実行される前に、この反応に使用されるマイクロコンポーネントは、各々が関連するライン接続の全てに接続されなければならない。しかし、液体を運ぶライン接続に漏洩防止接続を確立することは、不便であり、時間がかかり、特に大きさが小さいため、結果的にライン接続およびこれに関わるマイクロコンポーネントの取り扱いが困難である。
【０００４】
マイクロコンポーネント接続システムは公知であって（ＤＥ１９８５４０９６Ａ１）、これにおいては、プレート状のマイクロコンポーネントが、接続キャリアに取り付けられたキャリアレールに挿入されている。プレート状のマイクロコンポーネントの外面にある関連付けられた接続部に接続可能であるライン接続は、キャリアレールの挿入スロットの少なくとも１つの側面に提供される。このタイプのマイクロコンポーネント接続システムを使用することによって、マイクロコンポーネントおよび関連するライン接続の取り扱いが非常に簡略化されるが、それでもこの反応に関与する物質用の各々の個別の供給ラインまたは放出ラインは、キャリアレールおよびそれに挿入されるマイクロコンポーネントに対して個別に接続されなければならない。特にマイクロコンポーネントを頻繁に変えるような場合には、これを行うのに相当な時間が必要となる。
【０００５】
キャリアレールに挿入されるマイクロコンポーネントに対するライン接続の接続であって、欠陥があり、漏洩防止が不完全な、手で行うあらゆる接続は、反応に参加する物質が反応の間に漏れうるという結果をもたらすが、マイクロコンポーネントから漏れる液体がキャリアレールの挿入スロットからも可視的に漏れない限り、これを発見するのは非常に困難である。
ＷＯ００／７７５１１Ａ１は、サンプルを用意するための小型化された解析ユニットを記載している。微細構造のチャンネルシステムを有する、本質的にプレート状のフローユニット（flow unit）は、電気接続および流体接続を有しており、小型化された解析ユニット内で、複雑な解析または分離を実行することを可能にする。説明される実例となる態様は、サンプルの等速電気泳動分離に特に適する。
【０００６】
また、ＷＯ００／７７５１１Ａ１には、最初に述べた一般的なタイプのマイクロコンポーネント接続システムが記載されており、これは、小型化された解析ユニット、マイクロコンポーネントのリバーシブル収容を意図している。このマイクロコンポーネント接続システムは、フローユニットを保持する保有デバイス、および保有デバイスの上に設けられ、電気ライン接続及び流体ライン接続用の接続要素を有するホルダーからなる。解析を実行するために、提供される解析ユニットがまず保有デバイスに導入されなければならず、その後に保有デバイスが、その上に設けられたホルダーに接続されなければならない。マイクロコンポーネントとの流体接続であって、確実に漏洩を防止する接続は、保有デバイスが関連する流体接続各々のためにクランプスクリューによってホルダーにつなげられた後にのみ生じうるし、生じなければならない。必要なケアのために、これには時間がかかり、多大な労力が必要となる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、マイクロコンポーネントが迅速かつ確実に、関連するライン接続に接続可能であるようなマイクロコンポーネント接続システムを設計することである。可能な限り簡単なマイクロコンポーネント接続システムを生産することが可能であり、そして、マイクロコンポーネントの確実な保管および接触が可能になるであろう。
【０００８】
この目的は、マイクロコンポーネントとライン接続とが、リフティングデバイスによって互いに押圧可能である本発明に従って達成される。リフティングデバイスの動作によって、マイクロコンポーネントが全てのライン接続に対して確実に、かつ漏洩防止がなされる形態で接続される。ライン接続に対するマイクロコンポーネントの圧力は、リフティングデバイスを適切に設計することによってあらかじめ決定されうる。マイクロコンポーネントへの個々のライン接続の手で行う接続は不要であり、これは、マイクロコンポーネントが関連するライン接続に迅速かつ確実に接続可能であることを意味する。
【０００９】
リフティングデバイスによってマイクロコンポーネントがライン接続に対して押圧可能であることが好適に提供される。このマイクロコンポーネントは、リフティングデバイスに固定可能であり、また、リフティングデバイスの動作によって実質的に移動不能な形態で設けられるライン接続に対して押圧可能である。これは、個々のライン接続が関連する供給機器に対して永久に設けられ、接続されるという結果をもたらす。個別の使用に必要となる個々のライン接続の複雑な再接触はもはや必要とされず、これは、特にマイクロコンポーネントの達成可能な小型化、そしてライン接続の小型化がされると、相当量の作業が節約でき、個々の部品が損傷する危険も小さくなる。
【００１０】
本発明の思想の一態様にしたがって、ライン接続がリフティングデバイスによってマイクロコンポーネントに押圧可能であることが提案される。この態様において、マイクロコンポーネントは、移動不能なホルダーに配置される。リフティングデバイスによって、ライン接続が移動され、マイクロコンポーネントに対して押圧される。ホルダー内のマイクロコンポーネントの配置は、例えば、移動可能なリフティングデバイスに取り付けられたマイクロコンポーネントによる温度制御の見込みに比べて、空間的な必要性を含めたより複雑な、つまりより正確な温度制御および温度の監視がホルダーを介して可能にする。
【００１１】
本発明の有利な態様にしたがって、ライン接続が通じている接続ブロックを有し、そしてリフティングデバイスによってマイクロコンポーネントが接続ブロックの方向に押圧可能である、マイクロコンポーネント接続システムが提案される。この接続ブロックは、自身を通ずるライン接続を損傷、例えばライン接続の屈曲などから保護する。このタイプの接続ブロックは、リフティングデバイスの動作の際にマイクロコンポーネントが接続される電気接続デバイスおよび流体接続デバイスの収容に十分な空間を提供する。接続ブロックを通ずる個々の供給ラインまたは排出ラインは、ライン接続に永久に接続されたままであることが可能であり、実行される反応に応じてマイクロコンポーネントのみが交換される。
【００１２】
直通のライン接続は、それぞれが突出するような形態で接続ブロックの下側に設けられることが好適に提供される。マイクロコンポーネントがリフティングデバイスの動作の際に接続ブロックの方向に押圧される場合に、個々のライン接続は、それぞれがストップを形成する。これらのストップに対するマイクロコンポーネントの圧力は、リフティングデバイスの動作を通じてマイクロコンポーネントへの全てのライン接続が、耐久力があり、漏洩防止ができ、確実な接続を得ることができるように調整可能である。
また、接続ブロックが、安定した平坦な大きなストップであることが考えられる、これに対してマイクロコンポーネントが同一平面上で、確実かつ堅く押圧可能である。この場合、個々のライン接続は、マイクロコンポーネントが接続ブロックに対して同一平面上で押圧されるとすぐに、漏洩を防ぐ確実なライン接続のマイクロコンポーネントへの接続が保証されるように設計される。
【００１３】
収容デバイスに収容されるマイクロコンポーネントが、マイクロコンポーネントの大きさに適合するフレームによって配置可能であることが有利に提供される。接続ブロックに配されるライン接続と、それに対して押圧されるマイクロコンポーネントとの接続の漏洩防止は、マイクロコンポーネントをライン接続、つまり接続ブロックに対してある特定のあらかじめ決められた位置に単純に配置することによって保証される。この明確な位置は、そのマイクロコンポーネントに適合するフレームによって得られる。同時に、これによりマイクロコンポーネント接続システムの取り扱いは非常に簡略化され、また、頻繁にマイクロコンポーネントを取り替える場合においても、関連するライン接続への確実で漏洩を防ぐ接続が容易になる。
【００１４】
本発明の思想にしたがって、接続ブロック、フレームおよびリフティングデバイスが、マイクロコンポーネントを収容可能な面にスロット穴を形成することが提供される。このマイクロコンポーネント接続システムにおけるマイクロコンポーネントの収容および関連するライン接続に対するマイクロコンポーネントの確実な接続のために、マイクロコンポーネントは、単にスロット穴に導入されるだけでよく、次いでリフティングデバイスが動かされる。この方法では、マイクロコンポーネント接続システムがさらに簡略化され、また同時に、マイクロコンポーネント接続システムに収容されるマイクロコンポーネントが外的負荷および起こりうる損傷から実質的に保護される。
【００１５】
マイクロコンポーネント接続システム（１）のコーディングによって、それに適合する収容されたマイクロコンポーネント（７）の配列の決定ができることが有利に提供される。この方法では、マイクロコンポーネント接続システムのマイクロコンポーネントの明確な方向をあらかじめ決定する事ができ、したがって、反応または解析の間にマイクロコンポーネントの穴または接触面が、関連するライン接続との接続が保証される。
マイクロコンポーネントが凹部を有し、マイクロコンポーネント接続システムのフレームがその凹部に適合する突起を有することが特に有利に提供される。この単純な手段によって、マイクロコンポーネント接続システムのマイクロコンポーネントは明確な方向に押し込まれる。反応または解析の際に誤使用が起こらなくなる。
【００１６】
収容デバイスが、マイクロコンポーネントの接続のための電気ライン接続および流体ライン接続を有することが有利に提供される。このように設計された収容デバイスは、マイクロコンポーネントを用いる反応または解析を実行するために通常必要となる全てのライン接続を有する。このため、手で行う追加の接続またはさらなるデバイスを必要としない。それぞれ関連するマイクロコンポーネント接続システムが互いに接続される、直列に接続された複数のマイクロコンポーネントを用いる複雑な反応または解析の構築および実行を迅速に行うことができる。マイクロコンポーネント接続システムの多用途のライン接続によって、収容されたマイクロコンポーネントにおける条件および反応の進行を実質的に決定し、監視することができる。
【００１７】
流体ライン接続が中空のラムを有し、この中空のラムは、収容されたマイクロコンポーネントに面するその穴の周りに同軸に設けられるシーリングリングを有することが好適に提供される。マイクロコンポーネントの関連する穴への中空のラムの接続は、同軸に設けられる弾性のあるシーリングリングによって確実に密封される。多くの用途において、商業的に利用可能で高価ではないＯリングがこの目的のために使用される。製造の結果としての非平面性は、単純な方法によって確実に補償され、マイクロコンポーネントの穴と関連する中空のラムとの接続の漏洩防止が得られる。
【００１８】
それぞれの流体ライン接続は、軸方向に移動可能なバネ付きの中空のラムを有することが特に有利に提供される。マイクロコンポーネントを流体ライン接続に対して押圧することで、ライン接続とマイクロコンポーネントの関連する穴との間に漏洩防止の接続が得られる。バネ付きの中空のラムを形成するライン接続は、バネの圧縮力およびリフティングデバイスによってマイクロコンポーネントにかかる圧縮力に依存して、工程中にわずかに変形するかもしれない。これは、一方ではバネ入りのライン接続とマイクロコンポーネントの関連する穴との間に連続的かつ確実な接続を保証し、他方では製造コストが高く、多くの場合に壊れやすいマイクロコンポーネントの損傷を防ぐ。
【００１９】
本発明の思想の有利な態様にしたがって、バネ入りまたはバネ付きの電気接触を有する電気ライン接続が提供される。これは、電気ライン接続と収容されたマイクロコンポーネント上の関連する接触領域との間に単純な接続をもたらし、これはさらなる作業の際にも確実な接触を提供する。
【００２０】
突起を有し、電気伝導性のある、バネを備えたテレスコープ接触として設計されるバネ付きの電気接触が好適に提供される。このタイプの電気伝導性を有するテレスコープ接触は、簡単な方法で作られ、つまり安価である。電気ライン接続と収容されるマイクロコンポーネントの関連する接触領域との間の電気伝導性を有する接続は、マイクロコンポーネントが頻繁に取り除かれ、再び挿入されるような場合においても確実かつ永続的に得られる。反応の際にマイクロコンポーネントから意図しない液体の漏れが起こったり、マイクロコンポーネント接続システムの清浄が必要となったりする予期しないことが起きた場合においても、突起を有し、電気伝導性のある、バネを備えたテレスコープ接触として設計された電気接触は、容易に洗浄、交換が可能である。
【００２１】
本発明の思想の有利な態様にしたがって、マイクロコンポーネントとの接続のための光学ライン接続を有する収容デバイスが提案される。反応または測定を行うために必要となる物質を備えたマイクロコンポーネントの供給のための接続および電気接続に加えて、光学的解析システムは多くの用途にも適している。ここでの光学ライン接続という用語は、光学的な構成要素、導波管（wave guide）または評価システムのいずれかの接続も意味する。反応を監視し、または評価するための多くの異なる測定方法は、物質および反応に関わる生成物の光学的特性を測定し、さらなる解析の準備をする光学測定デバイスによって実行されうる。
【００２２】
ここでの光学ライン接続は、流体ライン接続に関連して上記説明されたライン接続に合わせて実質的に設計される。したがって、光学ライン接続は、同様に軸方向に移動可能なバネ付きの中空のラムを有し、その中央には光学的導波管が設けられる。中空のラムは、マイクロコンポーネントに面する穴に同軸に設けられるシーリングリングを有し、このシーリングリングは、ライン接続とマイクロコンポーネントとの接続点における望ましくない光の進入または光の漏れを防ぐか、または少なくともかなり減少させる。
【００２３】
本発明の思想の有利な態様にしたがって、中空のラムに加えて、またはそれに代えてマイクロコンポーネントに面するライン接続の端部に配置される円錐状部が提供される。このタイプの円錐状部は、適合する関連の穴が設計されたマイクロコンポーネントに対して押圧されるライン接続の導入および位置決めを簡略化する。
弾性物質からなる円錐状部が好適に提供される。ライン接続の端部に弾性を有する円錐状部を設計することによって、さらなる密封測定または追加のシーリングデバイスを用いなくとも、マイクロコンポーネントとそれに対して押圧されるライン接続との間にこの円錐状部がしっかりと密封された接続を形成することができる。
【００２４】
本発明の思想の有利な態様にしたがって、マイクロコンポーネントのチャンネルの反対側まで突出する光学ライン接続が提供される。この場合において、１または２以上の導波管をライン接続に複数配置することが可能となり、多種の光学的特性の信頼できる測定および正確な測定が可能となる。
本発明の思想の態様にしたがって、光学ライン接続の反対側のチャンネルの領域に設けられる反射層が提供される。光学ライン接続の導波管によって発せられる光は、チャンネル部を通過した後に、この反射層によって反射され、再びチャンネル部を通過した後に導波管の方へはね返り、同じ導波管によって評価デバイスに入射する。これは、公知の層の用法または代替として小型の鏡などを使用して作られる薄い反射層であることができる。
【００２５】
反射層の代わりに、光学ライン接続の反対側のチャンネル領域に設けられる光源が提供されてもよい。光源と反対のチャンネル側に設けられた導波管は、チャンネル部を貫通する光源から評価デバイスに光を移動させる。光源は、望まれるように選択でき、測定の間に変更することができる。光源の強度は、導波管がチャンネル部の照明および測定すべき光の取得のために使用される場合にそうであるように、導波管の光出力の最大に限定されない。
【００２６】
光信号が光学ライン接続の一方からチャンネルを介して光学ライン接続の他方に移動するように、反対側のマイクロコンポーネントのチャンネル部に突出する光学ライン接続が好適に提供される。この場合には、チャンネルを流れる試薬および反応生成物の光伝送測定が簡単な方式で実行されうる。
マイクロコンポーネントのための支持プレートを有し、その温度が加熱および／または冷却デバイスによって制御される、リフティングデバイスが有利に提供される。これによって、通常支持プレートと同じであるマイクロコンポーネントの温度を反応が起きる際に簡単な方式で影響を受けるようにすることができる。したがって、例えば装置全体を包囲する加熱槽によって複雑な温度制御を実行するといったことが多くの場合にもはや必要とされない。
【００２７】
本発明の思想の態様にしたがって、マイクロコンポーネント接続システムと一体化される追加のセンサ要素、制御要素または空気ライン接続が提供される。したがって、例えば光解析に用いられる光ファイバーの形式のサンプル特性の光検出用の接続または大きな分光計に直接接続される制御可能な出口が、接続ブロックに提供されてもよい。空気接続を介して、サンプルの流入または反応の際に圧力の補償を行うこと、または制御された過剰な圧力または減少した圧力によって、サンプルに影響を与えることのいずれかが可能になる。
流体ライン接続または空気ライン接続に設けられるフリット（frit）または膜が提供される。これらによって、例えばこのマイクロコンポーネントでクロマトグラフィー分離を実行することができるようになる。
【００２８】
本発明の思想の態様にしたがって、同時に収容可能で、それぞれが関連するライン接続に接続可能な複数のマイクロコンポーネントが提供される。ここで、複数のマイクロコンポーネントは、共通のリフティングデバイスに沿って共通の接続ブロックに対して互いに押圧可能と考えられる。特に比較的複雑な反応プロセスの場合に、複数のマイクロコンポーネントが、一方が他方の上になるように接して設けられるような形態で、その大きさがこのタイプのマイクロコンポーネントのスタックの大きさに適合するマイクロコンポーネント接続システムに一緒に導入されることが同様に可能であり、ある用途においては有利である。
【００２９】
ライン接続を介して互いに接続される複数のライン接続が好適に提供される。マイクロコンポーネントおよびマイクロコンポーネント接続システムは、ともに多用途で一般的使用を目的として設計、構築されてもよく、このためユニットが多数作られ、製造コストを下げることができる。適合する接続ブロックの別のライン接続に後に接続されるライン接続または既に接続されたライン接続との間の接続により、特殊な解析または反応プロセスがあらかじめ決定される。このようにして用意された多種のマイクロコンポーネント接続システムは、あらかじめ作られた形で保存され、使用可能な状態に保たれる。この方法において、よく利用される多種の特殊な解析または反応プロセスは、標準的な構成要素からあらかじめ作っておくことができ、実験室での作業にすぐに利用され、したがって時間およびコストを節約することができる。変更された反応もしくは解析条件またはさらなる改良に対して、あらかじめ作られたマイクロコンポーネント接続システムを適合させることは、いつでも可能である。
【００３０】
本発明の思想の態様にしたがって、マイクロ流体制御化学反応を行うためのマイクロコンポーネント接続システムの使用が提案される。これによりこのタイプの合成または解析を迅速かつ確実に実行することができる。マイクロコンポーネントおよびライン接続のデッドスペース（dead space）を最小限にし、実質的にサンプル物質の不必要な損失を減らすことができる。
【００３１】
特に有利なのは、このマイクロコンポーネント接続システムをサンプルのポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ反応）、電気泳動分離または電気クロマトグラフィー解析に使用することである。このマイクロコンポーネント接続システムに接続されたマイクロコンポーネントは、反応または解析の間、閉じた系を形成する。したがって、この反応または解析は、不純物または反応条件による害を受けず、これらは不適切、例えばその量は検出不可能な変化として決定されるだけである。マイクロコンポーネントは、一度しか使用されない使い捨ての物品として設計されることが可能であり、反応または解析の際に最大限可能な純度が得られる。この方法で、特に生化学的プロセスまたは診断プロセスが高い精度で実行される。さらに、マイクロコンポーネントを備えたマイクロコンポーネント接続システムを閉じた系として使用する場合には、例えば電気浸透流を抑え、電気クロマトグラフィーを改善された正確さで実行できるという追加の利点が挙げられる。
【００３２】
本発明のさらなる態様は、従属項の対象となる。
説明のための態様が以下により詳細に説明され、図に示される。
図１〜５に示されるマイクロコンポーネント接続システム１は、接続ブロック２を有し、これは、積極的な形態で接続ブロック２に接続されるフレーム３によって、２つの側面および背面を囲まれる。部分的に接続ブロック２を囲むフレーム３を備えた接続ブロック２は、スペーサ４を介してベースプレート５に取り付けられる。
【００３３】
リフティングデバイス６は、接続ブロック２の下方に配される。リフティングデバイス６は、例えば、カム、スピンドルまたはニーレバー機構を有する。これにより強固で、かつ手で動作可能なリフティングデバイス６となる。また、リフティングデバイス６は、制御可能な空気圧シリンダ、電動のシザージャッキまたは電気スピンドルドライブによって動作可能であることが考えられる。このタイプの設計は、リフティングデバイス６の自動化された動作を可能にし、このリフティングデバイス６は、多数の反応、例えば調査または工業的生産を実行する際に特に有利である。
【００３４】
リフティングデバイス６は、マイクロコンポーネント７を支持する支持プレート６ａを有する。マイクロコンポーネント７は、リフティングデバイス６によって接続ブロック２の方向に押圧される。リフティングデバイス６の反対の動きは、マイクロコンポーネントを下げて容易に取り外すことを可能にする。フレーム３は、接続ブロック２の方向に押圧されるマイクロコンポーネント７の正確な位置であらかじめ決定する、接続ブロック２の下方に横方向のストップを形成する。
【００３５】
接続ブロック２は、電気ライン接続８および流体ライン接続９に接続される。流体ライン接続９各々は、軸方向に移動可能に取り付けられた中空のラム１０に向かって延びている。流体ライン接続９は、中空のラム１０がマイクロコンポーネント７の関連する穴の上に直接配され、マイクロコンポーネントが接続ブロック２の方向に押圧されるときに流体ライン接続９がマイクロコンポーネントの関連する穴に直通接続が形成されるように配される。図２は、中空のラム１０からマイクロコンポーネント７の穴への変り目（transition）が、シーリングリング１１で確実に密閉されることが示され、この例ではOリングが示され、中空のラム１０と同軸に設けられる。
【００３６】
電気ライン接続８は、図３に示されるように、電気を伝導するバネのタングを突き出すように設計された、バネ付きのテレスコープ接触１２に接続される。電気的なテレスコープ接触１２は、後者がリフティングデバイス６によって接続ブロック２の方向に押圧されるとすぐに、マイクロコンポーネントの関連する接触領域との電気を通す接触がなされるように設けられる。
突出するように設計された電気的なテレスコープ接触１２のバネの力、および中空のラム１０のバネ付きに関与する弦巻バネのバネの力は、ライン接続８，９と、関連する接触領域またはマイクロコンポーネント７の穴との間に、まず確実で、電気を通し、しっかりと密閉された接触が保証されるように、一方で過度の負荷または過度の圧力に起因するマイクロコンポーネント７の損傷が排除されるように設定される。
【００３７】
マイクロコンポーネント７を交換するためには、リフティングデバイス６を単に下方に移動させる必要があるだけであり、それによりマイクロコンポーネント７は、関連するライン接続８，９から離れ、自由になる。するとマイクロコンポーネント７を単純に取り除き、別のマイクロコンポーネントと交換することができる。新しく導入されたマイクロコンポーネントがリフティングデバイス６によってライン接続８，９に対して押圧されるとすぐに、新しいマイクロコンポーネントを備えたマイクロコンポーネント接続システム１は、使用の準備ができる。
支持プレート６ａの温度は、例えば電動の加熱デバイスおよび／または冷却デバイスによって制御可能であり、調節可能であることが考えられる。この場合、支持プレート６ａの上に横たわるマイクロコンポーネントの温度は、反応の際に単純な方法によって影響を被るか、またはあらかじめ決められる。
【００３８】
図５に示される接続ブロック２の底面を見ると、中空のラム１０およびバネを備えたテレスコープ接触１２それぞれが突出していることが明らかである。マイクロコンポーネント７（図示せず）が接続ブロック２の方向に押圧される場合、マイクロコンポーネント７のそれぞれ関連する中空のラム１０またはバネの入ったテレスコープ接触１２に対する、漏洩を防ぐ接続または電気を通す接続がなされる。
【００３９】
図６〜８に示されるマイクロコンポーネント接続システム１’において、ブリッジ型のマイクロコンポーネントホルダー１４は、リフティングデバイス６の上に配される。マイクロコンポーネント７は、マイクロコンポーネントの穴がリフティングデバイスを向くように、リフティングデバイス６の上側を向くマイクロコンポーネントホルダー１４の内部の挿入スロット１５に、移動不能な形態で配置される。マイクロコンポーネント７がマイクロコンポーネントホルダー１４内に配置された後に、ライン接続８，９を含む接続ブロック２は、ライン接続８，９がマイクロコンポーネントに対して押圧可能であり、マイクロコンポーネントの関連する穴との接触を確立するように、リフティングデバイス６によってマイクロコンポーネント７の方向へ移動可能である。マイクロコンポーネント７の領域において、マイクロコンポーネントホルダー１４は、マイクロコンポーネント７の温度制御を調節するために、付加的にデバイス（図示せず）を有することができる。
【００４０】
このマイクロコンポーネント接続システムには、原則として全ての工業的物質が適する。高い化学的抵抗が必要とされる場合には、用途に応じて化学的抵抗を示す物質、例えばポリアリールエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などをシーリング要素のために使用することができる。マイクロコンポーネントの部分的な領域または全体が透明な物質、例えばガラスからなるマイクロコンポーネントを使用することもさらに可能である。これは、マイクロコンポーネント接続システムを光学的解析システムと組み合わせて使用するさらなる可能性を生じさせる。
【００４１】
図９〜図１６は、多種の光学ライン接続１６を示し、これらはそれぞれ光学導波管１７、例えば光ファイバーガラスを有する。
図９に示される光学ライン接続において、導波管１７は、軸方向に移動可能で、バネによってマイクロコンポーネント７の方向に押圧される中空のラム１０の内部に配される。前述した態様の中空のラムと同様に、中空のラム１０からマイクロコンポーネント７の穴への変り目は、中空のラムと同軸に設けられるシーリングリング１１によって確実に密封され、ここではＯリングが示されている。光学ライン接続１６と関連する導波管の穴は、マイクロコンポーネント７に対して押圧されるライン接続１６の導波管１７が、チャンネル部１８の方を直接向くように、かつ窓１９だけを介して分離されるようにマイクロコンポーネント７のチャンネル部１６に直接設けられる。反射層２０は、導波管１７の反対のチャンネル部位１８側に配される。この方法で、チャンネル部１８には照明があてられ、そしてチャンネル部１８を二回通過した後に導波管１７を再度通る光は、評価および解析のために使用可能である。
【００４２】
図１０に示される光学ライン接続１６において、シーリングリング１１を備えた堅い中空のラムの代わりに弾性物質の円錐状部２１が使用される。弾性を有する円錐状部２１は、それに適合するマイクロコンポーネント７の関連する穴が設計されると、光学ライン接続１６の簡単で確実な位置決めおよびシールが得られる。
図１１および図１２は、図９および図１０に示されたものに各々変更を加えた態様の光学ライン接続を示す。両方の場合において、窓１９がチャンネル部１８と導波管１７との間に設けられておらず、そのため媒体がチャンネル部１８を通る流出は、光学ライン接続１６の接触が密接の場合にのみ妨げられる。このタイプの態様では、チャンネル部１８を通って流れる媒体の直接的な光学解析が行われるので、特定の場合に、より良好でより正確な計測結果が容易に得られる。
【００４３】
図１３〜図１６は、少なくとも一方でチャンネル部１８から突出する多種の光学ライン接続１６を示す。ここでのライン接続１６は、チャンネル部１８にまたがる接続要素２２を有し、それぞれの場合において、チャンネル部１８まで伸びる導波管が、チャンネル部１８の一方の面または両面に設けられる。この方法においては、例えば図１９に図示されるように、チャンネル部１８を通って流れる媒体の光透過性測定が実行されうる。また、図１５および図１６にしたがって、接続要素２２またはマイクロコンポーネント７のいずれかに設けられた反射層２０が、チャンネル部１８の第１の通過の後に導波管１７から発せられた光を反射し、チャンネル部１８の第２の通過の後にその光を導波管１７に再び戻すようにする設計が可能である。測定に使用されるチャンネル部１８の領域には、マイクロコンポーネント７は、チャンネル部１８の両方に光学ライン接続１７を導入するための凹部２３を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】マイクロコンポーネント接続システムの側面図である。
【図２】図１に示されるマイクロコンポーネント接続システムのＩＩ−ＩＩの線に沿う断面図である。
【図３】図１に示されるマイクロコンポーネント接続システムのＩＩＩ−ＩＩＩの線に沿う断面図である。
【図４】マイクロコンポーネント接続システムの斜視図である。
【図５】図１に示されるマイクロコンポーネント接続システムの底面を示す図であり、理解しやすくするためにベースプレートおよびスペーサがない状態で示される。
【図６】一部が切り取られた、異なる設計のマイクロコンポーネント接続システムの側面図である。
【図７】リフティングデバイスが下がった状態での図６に示されるマイクロコンポーネント接続システムのＶＩＩ−ＶＩＩの線に沿う断面図である。
【図８】リフティングデバイスが上がった状態での図６に示されるマイクロコンポーネント接続システムのＶＩＩ−ＶＩＩの線に沿う断面図である。
【図９】光学ライン接続を備えたマイクロコンポーネント接続システムの断面図である。
【図１０】異なる設計の光学ライン接続を備えたマイクロコンポーネント接続システムの断面図である。
【図１１】さらに異なる設計の光学ライン接続を備えたマイクロコンポーネント接続システムの断面図である。
【図１２】さらにまた異なる設計の光学ライン接続を備えたマイクロコンポーネント接続システムの断面図である。
【図１３】関連する光学ライン接続を備えたマイクロコンポーネントを示す図である。
【図１４】接続された光学ライン接続を備えた図１３に示されるマイクロコンポーネントの断面図である。
【図１５】異なる設計の接続された光学ライン接続を備えた図１３に示されるマイクロコンポーネントの断面図である。
【図１６】接続された光学ライン接続を備えたマイクロコンポーネントの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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