Patent DE-112018001955-B4 (DE)
Title: Anwendungsspezifisch ausgestaltbare Mikrofluidik-Einheit mit programmierbaren Mikrofluidik-Knoten
Inventor: DELAMARCHE EMMANUEL
IPC: B03B5/60
Filed: 2018-06-20
Granted: 2021-02-18
Abstract: Mikrofluidik-Einheit, aufweisend:einen Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510);einen Satz von m Verteilungs-Mikrokanälen (131 - 134, 431 - 434), m ≥ 2;einen Satz von m Mikrofluidik-Modulen (141 - 144, 441 - 444, 540 - 548) entsprechend in Fluidkommunikation mit dem Satz von m Verteilungs-Mikrokanälen (131 - 134, 431 - 434); undeinen Satz von m Knoten (120, 420, 520, 620), wobei ein oder mehrere des Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) von dem Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510) abzweigt (abzweigen) und außerdem zu einem entsprechenden des Satzes von m Verteilungs-Mikrokanälen (131 - 134, 431 - 434) abzweigt (abzweigen), um eine potenzielle Fluidkommunikation von dem Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510) zu dem entsprechenden des Satzes von m Verteilungs-Mikrokanälen (131 - 134, 431 - 434) sicherzustellen, zu dem er abzweigt, wobeiein Teilsatz, aber nicht alle, des Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) im Vergleich zu den restlichen Knoten des Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) geändert wird, wodurch die Knoten des Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) verschiedene Flüssigkeits-Festhaltefähigkeiten aufweisen, so dass das Ausmaß, in dem eine Flüssigkeit, die in den Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510) eingeführt wird, durch ein oder mehrere des Satzes von m Mikrofluidik-Modulen (141 - 144, 441 - 444, 540 - 548) gelangt, im Betrieb auf Grundlage der verschiedenen Flüssigkeits-Festhaltefähigkeiten variiert,wobei der Satz von m Knoten (120, 420, 520, 620) ein erster Satz von m Knoten (120, 420, 520, 620) ist, wobei einer oder mehrere des ersten Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) von dem Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510) abzweigen;wobei die Mikrofluidik-Einheit ferner aufweist:einen Satz von m Ausgabe-Mikrokanälen (111 - 114, 411 - 414, 511 - 518), wobei einer oder mehrere des Satzes von m Ausgabe-Mikrokanälen (111 - 114, 411 - 414, 511 - 518) mit einem Ausgang eines entsprechenden oder mehrerer entsprechender des Satzes von m Mikrofluidik-Modulen (141 - 144, 441 - 444, 540 - 548) verbinden; undm zusätzliche Sätze von jeweils m Knoten (120, 420, 520, 620), wodurch die Mikrofluidik-Einheit mindestens m + 1 Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620) aufweist, wobeider eine oder die mehreren des Satzes von m Ausgabe-Mikrokanälen (111 - 114, 411 - 414, 511 - 518) in einen entsprechenden oder mehrere entsprechende des Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) eines entsprechenden oder mehrerer entsprechender der m zusätzlichen Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620) abzweigen;der eine entsprechende oder die mehreren entsprechenden der m zusätzlichen Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620), wobei der eine entsprechende oder die mehreren entsprechenden m Knoten (120, 420, 520, 620) der m zusätzlichen Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620), in einen entsprechenden des Satzes von m Verteilungs-Mikrokanälen (131 - 134, 431 - 434) abzweigen; und wobeiein Teilsatz, aber nicht alle, der m Knoten (120, 420, 520, 620) des einen entsprechenden oder der mehreren entsprechenden der m zusätzlichen Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620) im Vergleich zu restlichen Knoten des Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) geändert werden, wodurch die Knoten in dem Satz von m Knoten (120, 420, 520, 620) unterschiedliche Flüssigkeits-Festhaltefähigkeiten aufweisen, so dass das Ausmaß, in dem eine Flüssigkeit, die in den Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510) eingeführt wird, durch eines oder mehrere des Satzes von m Mikrofluidik-Modulen (141 - 144, 441 - 444, 540 - 548) gelangt, im Betrieb auf Grundlage der unterschiedlichen Flüssigkeits-Festhaltefähigkeiten des ersten Satzes von m Knoten (120, 420, 520, 620) und des einen entsprechenden oder der mehreren entsprechenden der m zusätzlichen Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620) variiert,wobei die m + 1 Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620) als ein Matrixfeld von m x (m + 1) Knoten in einer Koordinaten-Schaltkonfiguration angeordnet sind,wobei die Mikrofluidik-Einheit verschiedene parallele Niveaus aufweist, umfassend ein erstes Niveau und ein zweites Niveau,wobei sowohl der Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510) als auch der Satz von m Ausgabe-Mikrokanälen (111 - 114, 411 - 414, 511 - 518) auf dem ersten Niveau definiert sind, während der Satz von m Verteilungs-Mikrokanälen (131 - 134, 431 - 434) auf dem zweiten Niveau definiert ist,wobei zumindest ein Teilsatz der Knoten der m + 1 Sätze von m Knoten (120, 420, 520, 620) jeweils aufweist:einen Hohlraum (123, 423, 623), der auf dem ersten Niveau ausgebildet ist, wobei der Hohlraum (123, 423, 623) auf einer oberen Seite offen ist;einen Einlaufanschluss (121, 421) auf dem ersten Niveau, wobei der Einlaufanschluss (121, 421) von dem Eingabe-Mikrokanal (110, 410, 510) oder einem des Satzes von m Ausgabe-Mikrokanälen (111 - 114, 411 - 414, 511 - 518) abzweigt und durch einen Zugang zu dem Hohlraum (123, 423, 623) mit dem Hohlraum (123, 423, 623) kommuniziert;einen Auslaufanschluss (125, 425, 625), welcher zu einem des Satzes von m Verteilungs-Mikrokanälen (131 - 134, 431 - 434) auf dem zweiten Niveau abzweigt; undeine Durchlassöffnung (124, 131 V 134V, 424, 431V - 434V, 624), welche sich von dem Hohlraum (123, 423, 623) zu dem Auslaufanschluss (125, 425, 625) erstreckt, damit der Hohlraum (123, 423, 623) mit dem Auslaufanschluss (125, 425, 625) kommuniziert, wobeider Hohlraum (123, 423, 623) ein Flüssigkeitssperrelement (122, 422) aufweist, welches so konfiguriert ist, dass es verhindert, dass eine wässrige Flüssigkeit, welche den Einlaufanschluss (121, 421) füllt, den Auslaufanschluss (125, 425, 625) erreicht.