[发明专利]侧向穿流的色谱元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流体的色谱元件以及其在微流体系统中的应用。

背景技术

在过去的几年里微流体系统已越来越多地在化学、生物化学和医药研究及诊断学中创建起来。在此，尤其是所谓的微全分析系统（μ Total Analysis System，μ TAS）提供了如下优点，即能够将单个的工作步骤综合起来、自动化并且同时地减小到一微尺度上。

作为生物化学研究的固定的组成部分，创建了聚合酶链反应（PCR）并且允许核酸扩增,以便使其以可检测的量可接近。在此情况下，在许多流程中需要清洁需扩增的或扩增后的DNA。为此目前提供了不同的产品，例如作为套件或过滤系统。一般来说，这些产品是色谱原理，其中，含有污染物的溶液与所搜寻的核酸经由一固定的固相被传导，其中，所述核酸也被称作移动相，在所述固相上吸收所述核酸。接下来，利用不同的解决方案洗脱较差吸附的杂质。接下来，利用另一个移动相有目的性地洗脱所述核酸。

为此，作为固定相使用二氧化硅纤维、硅胶、氧化铝纤维、氧化铝凝胶或阴离子交换剂。在阴离子交换剂的情况下利用浓盐溶液进行洗脱。因此，主要的石英光纤柱已被洗脱，通过其，借助于离心力使所述移动相运动。

US 2008/0277356公开了一种微流体的装置，其按照色谱原理工作。为此，在一过滤器平面上分层地敷设一用于所述移动相的通道结构，从而通过该多层结构产生一横向穿流的过滤器元件。类似的多层的、横向穿流的过滤器结构从US 2002/0185431中公开。在根据WO 2004/065010的由多个层构成的装置中使用膜过滤器。多个固定相作为单独的段的前后连接例如从EP 1916522中公开。

发明内容

因此，本发明的主题是一微流体的色谱元件，具有下列组成部分：

一用于以固定相进行填充的填充开口，

一联接到所述填充开口上的用于容纳所述固定相的空腔，

至少一个用于一移动相的流体入口，

至少一个用于所述移动相的分馏的流体入口，

布置在所述流体入口以及所述流体出口中的用于所述固定相的阻挡结构，

其中，所有的组成部分布置在一个平面中，并且所述移动相横向地穿流所述固定相。

由此将该方法编译到一相应的系统中，该系统可集成到一扁平的微流体的生物芯片中。

在此，作为固定相表示的是如下的相，其与物质混合物的单个物质，也就是说所述移动相发生相互作用。反过来，作为移动相表示的是流体的物质混合物，其穿流所述固定相。

在这一点上，布置在一个平面中表示的是，所述微流体的色谱元件的所有组成部分并排地布置，而不是布置在不同的层中。隶属于此的还有所述移动相的入口和出口以及位于其之间的固定相，所述移动相是侧向地（lateral）而不是横向地（transversal）穿流所述固定相。因此，可以取消在横向穿流的元件中所必需的穿通孔和其它的流体平面。

在所述微流体的色谱元件的一种优选的实施方式中，所述组成部分布置在一结构化元件的平面中。该结构化元件尤其是由一借助于注塑成型、铣削、深冲或热压铸来结构化的塑料成形件。为此考虑不同的聚合物，它们可以热变形或挤压并且相对于不同的固定相和移动相是惰性的。由于该结构化元件也在微流体实验室中用于芯片系统上，该元件当然也可以称作芯片。

在另一种优选的实施方式中，所述微流体的色谱元件的结构化元件具有一平面地放置的、密封地关闭的盖子。其也可以由与所述结构化元件相同的材料制成。可替换的是，所述微流体的色谱元件的一件式构造也是可行的。

此外，所述微流体的色谱元件还具有阻挡结构，所述阻挡结构在一种特殊的实施方式中具有齿、间隙、狭缝、孔洞和/或穿孔，它们的开口小于所述固定相的最小颗粒。正如其名称所暗示的，所述阻挡结构的功能是将所述固定相的颗粒鉴于所述移动相的入口和出口而可靠地阻挡住。因此，根据所述固定相的散装物料的不同，对所述阻挡结构进行匹配。所述阻挡结构位于去往所述固定相的流体入口以及流体出口中。因此，它们可以构造相同地实施或不同地实施，只要所述固定相的颗粒被可靠地阻挡在所述移动相的入口和出口中。不同的颗粒组分适合于所述固定相。具有从20至60μm的颗粒直径，例如Merck公司的硅胶60是优选的。所述阻挡结构相应地具有更小的间距。这样，所述阻挡结构在硅胶60作为固定相的情况下具有大约50μm的间隙。