DE102004047963B4

DE102004047963B4 - Mikrofluidischer Chip für Hochdurchsatz-Screening und Hochdurchsatz-Assay

Info

Publication number: DE102004047963B4
Application number: DE102004047963A
Authority: DE
Inventors: Kwang Seok Yun; Eui Sik Yoon
Original assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Current assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2024-10-02
Also published as: KR20050097236A; US20050226781A1; KR100597870B1; US7544507B2; JP2005292115A; DE102004047963A1

Abstract

Mikrofluidischer Chip für Hochdurchsatz-Screening und Hochdurchsatz-Assay, wobei der mikrofluidische Chip Folgendes umfasst:
a) ein Well (10) zum Isolieren einer Probe (310), wobei das Well (10) ein- oder zweidimensional angeordnet ist,
b) ein Probe-isolierendes Mittel (20, 231), das über dem Well (10) angebracht ist und nach oben und nach unten bewegbar ist,
c) ein Öffnungs- und Schließmittel (30), das über dem Probe-isolierenden Mittel (20) und zum Bewegen des Probe-isolierenden Mittels (20) nach oben und nach unten angeordnet ist,
d) einen Einlass (40) zum Injizieren der Probe (310),
e) einen Auslass (50) zum Ablassen eines Überschusses der injizierten Probe (310),
f) einen Reagens-injizierenden Durchlass (60) zum Injizieren des Reagens (320) und
g) einen Reagens-ablassenden Durchlass (70) zum Ablassen des Reagens (320),
dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil des Wells (10) und dadurch die Probe (310) im Inneren des Wells (10) durch ein nach unten...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mikrofluidischen Chip, insbesondere einen derartigen Chip für Hochdurchsatz-Screening und Hochdurchsatz-Assay, dessen Struktur verbessert ist, wodurch er die Effizienz des Hochdurchsatz-Screenings und Hochdurchsatz-Assays steigert.
Im Allgemeinen wurde eine well-Platte für biologische und chemische Versuche eingesetzt. Es gibt eine 16-well Platte, eine 48-well Platte oder eine 96-well Platte, je nach der Anzahl an Wells. Vor kurzem wurde eine Platte mit mehr als 1536 Wells für einen Hochdurchsatz-Assay eingeführt.

Ferner erleichtert der Fortschritt in der Mikrobearbeitungs-Technik die Entwicklung von mikrofluidischen Chips für einen Hochdurchsatz-Assay. US-Patentschrift 6,235,520,B1 offenbart einen mikrofluidischen Chip, der einen hohen Integrationsgrad aufweist. Die hoch integrierte Struktur trägt jedoch nicht dazu bei, ein Reagens unabhängig in jedes einzelne Well zu injizieren.

Ferner hat ein Artikel „Microfluidic device for single-cell analysis" A. R. Wheeler; Analytical Chemistry, Vol. 75, Seiten 3581-3586, 2003 ein Chip vorgeschlagen, in dem eine Zelle in einem gewünschten Platz immobilisiert ist, und ein Reagens durch einen Fluiddurchlass injiziert wird. Es ist jedoch dadurch nachteilig, dass bei Abwesenheit einer Fluidströmung die Zelle nicht fest im Platz gehalten werden kann und dass eine große Anzahl an Zellen nicht gleichzeitig analysiert werden kann, aufgrund seiner eindimensionalen Konfiguration.

Der vorstehend beschriebene herkömmliche mikrofluidische Chip hat nur seinen Integrationsgrad gesteigert, und somit sind zusätzliche Steuergeräte notwendig, um eine Probe und ein Reagens in die hoch integrierten Wells zu laden. Außerdem, falls die Probe und das Reagens ein Fluid sind, ist seine Menge aufgrund der hohen Integration reduziert und somit leicht verdunstet.

Aus der DE 202 07 612 U1 ist eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Hybridisierraums bekannt, der nach oben abgeschlossen werden kann, und der über eine Zuleitung und eine Ableitung für ein Reagens verfügt. Der Hybridisierraum wird nach unten durch eine flache Platte begrenzt und nach oben durch ein Probe-isolierendes Mittel abgeschlossen, das über der Platte angebracht ist und mit einem Öffnungs- und Schließmittel nach oben und unten bewegbar ist. Weiterhin ist ein Einlass zum Injizieren einer Probe vorgesehen.

Die DE 199 28 410 A1 offenbart eine Einrichtung zum Betrieb eines Labormikrochips, wobei auf den Labormikrochip eine zweite Baueinheit aufgesetzt wird, über die der Labormikrochip versorgt wird.

Aus der WO 00/25 922 A2 ist ein Multi-Well-Mikrofilterapparat bekannt, bei dem Wells durch eine aufgesetzte Einheit verschlossen werden, die dazu geeignet ist, die Wells mit einer Probe zu befüllen.

Aus der DE 200 12 472 U1 ist eine Vorrichtung zur Mehrfachverdeckelung von Reaktionsgefäßen bekannt, die es ermöglicht, mehrere Wellplatten übereinander zu stapeln, wobei die Wells jeweils verschlossen werden.

Die US 5 932 799 offenbart ein mikrofluidisches Analysiermodul, bei dem Kanäle getrennt voreinander geöffnet und geschlossen werden können, um Verbindungen zwischen Einspeisungs- und Sensor-Kanälen herzustellen.

Aus der DE 694 25 673 T2 ist ferner ein Gerät und Verfahren zur Polymersynthese bekannt, bei dem eine Mikrotiterplatte mit Reagenzien befüllt wird und im befüllten Zustand durch eine Art Klappdeckel abgeschlossen werden kann. Die Befüllung der einzelnen Kammern der Mikrotiterplatte erfolgt hierbei jedoch in herkömmlicher Weise durch die zugehörigen Öffnungen der einzelnen Kammern. Es ist hierbei also nicht möglich, den Probeneinlass beziehungsweise Probenauslass zu verschließen und dann die Reagenzien zu injizieren beziehungsweise abzulassen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen mikrofluidischen Chip bereit zu stellen, in dem verschiedene Reagenzien in entsprechend verschiedene Wells injiziert werden können, wobei sich gleichzeitig die Probe im Well befindet.

Dabei kann der Well in einem zweidimensionalen Muster angeordnet werden und somit ein Integrationsgrad des Chips verbessert werden.

Ferner kann eine Probe oder ein Reagens im Inneren des Wells isoliert und vom Verdunsten außerhalb des Wells abgehalten werden.

Ferner kann ein Elektrodenpaar im Inneren des Wells angeordnet werden, wodurch eine leichte Injizierung des Reagens in das Well durch das Phänomen der Dielektrophorese ermöglicht wird.

Dadurch kann eine elektrische Reaktion durch das Einsetzen einer Elektrode, die im Inneren des Wells angeordnet wird, erkannt werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dabei ist das Well hoch integriert in den mikrofluidischen Chip, und dies auf eine ein- oder zweidimensionale Weise. Darüber hinaus isoliert das Probeisolierende Mittel die Probe und das Reagens im Inneren des Well und hält sie vom Verdunsten ab. Das Öffnungs- und Schließmittel öffnet und schließt das Probe-isolierende Mittel. Außerdem ist der Reagens-injizierende Durchlass an jedem Well geformt, so dass das Reagens selektiv injiziert wird. Somit kann der mikrofluidische Chip das Hochdurchsatz-Screening und ein Hochdurchsatz-Assay mit erhöhter Effizienz ausführen.

Vorteilhaft sind ein Paar Metallelektroden, im Inneren des Wells angeordnet, die ein Phänomen der Dielektrophorese hervorrufen.

Außerdem können die Elektroden eingesetzt werden, um die elektrische Reaktion von der Probe zu erkennen.

Weitere Merkmale des mikrofluidischen Chips ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
1a einen schematischen Grundriss eines ersten Ausführungsbeispiels;
1b eine schematische Querschnittsansicht des ersten Ausführungsbeispiels;
2 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht des mikrofluidischen Chips des ersten Ausführungsbeispiels;
3 die Arbeitsweise eines mikrofluidischen Chips des ersten Ausführungsbeispiels;
4 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels und
5 eine Fotografie eines mikrofluidischen Chips, der nach dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt wurde.
1a und 1b zeigen jeweils einen Grundriss und eine Querschnittsansicht eines mikrofluidischen Chips nach dem ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in 1a und 1b dargestellt, umfasst der mikrofluidische Chip ein Well 10, ein Probe-isolierendes Mittel 20, ein Öffnungs- und Schließmittel 30, einen Einlass 40 für die Probe, einen Auslass 50 für die Probe, einen Reagens-injizierenden Durchlass 60 und einen Reagensablassenden Durchlass 70.
Das Well 10 ist ein- oder zweidimensional angeordnet, in dem eine Probe, wie eine Zelle, eine Perle oder eine Lösung untergebracht ist. Desgleichen wird ein Reagens dafür injiziert, um eine Reaktion mit der Probe zu erkennen.
Daneben können die Wells 10 endlos in einer zweidimensionalen Ebene erweitert werden. Außerdem kann die zweidimensionale Anordnung von den Wells 10 in einer gemusterten oder nicht gemusterten Weise ausgeführt werden.
Die Menge oder Anzahl von isolierten Proben, die in das Well 10 injizierten werden sollen, kann ebenfalls mit der Größe des Wells 10 verändert werden.
Das Probe-isolierende Mittel 20 ist über dem Well 10 angeordnet und ist nach oben und nach unten bewegbar, um dadurch fähig zu sein, die Probe, die im Inneren des Wells 10 untergebracht ist, zu isolieren. Die Probe und das Reagens sind im Inneren vom Well 10 isoliert, so dass sie vom Austreten oder Verdunsten außerhalb des Wells und vom Eindringen in benachbarte Wells abgehalten werden.
Das Öffnungs- und Schließmittel 30 ist am oberen Ende des Probe-isolierenden Mittels 20 angeordnet; es öffnet oder schließt den Well 10, indem es das Probeisolierende Mittel nach oben und unten bewegt. Das Öffnungs- und Schließmittel 30 ist mit einem Raum 90 versehen, der darin geformt ist, um das Probe-isolierende Mittel oben anzubringen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Öffnungs- und Schließmittel 30 mit einem pneumatischen Durchlass 80 versehen, und das Probe-isolierende Mittel 20 wird von einem Luftdruck durch den pneumatischen Durchlass 80 geöffnet und geschlossen. In 1 ist der pneumatische Durchlass 80 zentral an der linken Seite des Öffnungs- und Schließmittels 30 angeordnet, kann aber an jeder Stelle des Öffnungs- und Schließmittels 30 angeordnet werden. Das Öffnungs- und Schließmittel 30 mit dem pneumatischen Durchlass 80 wird im Folgenden genauer im Detail beschrieben.
Die Probe wird in das Innere des mikrofluidischen Chips über den Einlass 40 injiziert, und eine gewisse Menge der Probe ist in das Innere vom Well eingedrungen. Danach wird der verbleibende überschüssige Anteil der injizierten Probe durch den Auslass 50 abgelassen.
Der Reagens-injizierende Durchlass 60 ist ein Durchgang, durch den ein Reagenz in die Wells 10 injiziert wird. Der Reagens-injizierende Durchlass 60 ist mit jedem Well 10 durch verschiedene Kanäle verbunden. Hierzu können dieselben oder verschiedene Reagenzien durch die Kanäle in die entsprechenden Wells vom Reagens-injizierenden Durchlass 60 injiziert werden.
Mit Ausnahme einer gewissen Menge, die für die Reaktion notwendig ist, wird das überflüssige Reagens, durch den Reagens-ablassenden Durchlass 70 abgelassen, durch den ebenfalls das Reagens abgelassen wird, das für die Reaktion eingesetzt wird. In 1a ist der Reagensablassende Durchlass 70 am selben Kanal geformt, kann aber in verschiedenen Kanälen aufgenommen werden.
2 ist eine perspektivische auseinander gezogene Ansicht des mikrofluidischen Chips nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in 2 gezeigt, ist der mikrofluidische Chip aus vier Substraten geformt, die miteinander kombiniert sind.
Ein erstes Substrat 210 ist als eine Basis des mikrofluidischen Chips bereit gestellt.
Über dem ersten Substrat 210 ist ein zweites Substrat 220 bereit gestellt. Das zweite Substrat 220 ist mit Wells 10 bereit gestellt, die in einem ein- oder zweidimensionalen Muster angeordnet sind, und, am unteren Ende, mit einem Reagens-injizierenden Durchlass 60 und einem Reagens-ablassenden Durchlass 70, die mit dem Well 10 verbunden sind.
Über dem zweiten Substrat 220 ist ein drittes Substrat 230 angeordnet. Hier verfügt das dritte Substrat 230 über die Form eines dünnen Deckels 231 und dient als das Probe-isolierende Mittel 20.
Ein viertes Substrat 240 ist über dem dritten Substrat 230 angeordnet. Das vierte Substrat 240 ist mit einem Leerraum darin ausgebildet. Außerdem ist das vierte Substrat 240 derart gebaut, dass das dritte Substrat 230 angehoben oder gesenkt werden kann durch einen Luftdruck durch den pneumatischen Durchlass 80. Somit funktioniert das vierte Substrat 240 als ein Öffnungs- und Schließmittel 30.
Der mikrofluidische Chip kann hergestellt werden, indem vier oder mehrere Substrate geformt und kombiniert werden, oder zwei beliebige oder mehrere von den oberen Substraten können aus einem einheitlichen Substrat geformt werden und in dem mikrofluidischen Chip kombiniert werden.
Der mikrofluidische Chip kann hergestellt werden, in dem das Halbleiterverfahren oder die Technik der mikroelektronisch-mechanischen Systeme (MEMS) eingesetzt wird.
Die entsprechenden vorstehend beschriebenen Substrate können ebenfalls aus verschiedenen Materialien geformt werden, wie Silikon, Glas, PDMS (Polydimethylsiloxan), Silikongummi oder aus anderen Polymeren.
3 zeigt die Arbeitsweise des mikrofluidischen Chips gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Zuerst, wie in 3(a) gezeigt, verfügt der Deckel 231 als Probeisolierendes Mittel über eine abfallende konvexe Form. Somit wird der Deckel 231 nach unten gedrückt durch eine gewisse Kraftgröße aufgrund seiner Konvexität, so dass das entsprechende Well 10 isoliert werden kann.
Wie in 3(b) gezeigt, wird danach Luft durch den pneumatischen Durchlass 80 gesaugt und in den Leerraum 90 über dem Deckel 231 geleitet.
Daraufhin wird eine Probe durch den Einlass 40 injiziert. Die injizierte Probe wird durch den Auslass 50 abgelassen und fließt gleichzeitig zum Teil in Richtung des Reagens-ablassenden Durchlasses 70. Hier, da die Größe vom Reagens-ablassenden Durchlass 70 kleiner als die von der Probe ist, können die Proben wie Zellen, Perlen, oder derartiges nicht durch den Reagens-ablassenden Durchlass 70 abgelassen werden, sondern im Inneren vom Well 10 eingeschlossen werden.
Wenn eine bestimmte Menge von Proben 310 in das Innere vom Well 10 injiziert wird, ist der Reagens-ablassende Durchlass 70 mehr oder weniger blockiert, so dass die Menge der Probe, die da hindurch austreten, reduziert ist. Hierzu kann danach die Probe, die durch den Einlass 40 eindringt, nicht länger in Richtung des Wells fließen, in dem sich die Probe befindet, stattdessen fließt sie in Richtung des Auslasses 50.
Hier kann die Menge oder Anzahl an Probe 310, die in das Innere des Wells 10 injiziert und darin isoliert werden müssen, mit der Größe von Well 10 geändert werden.
Wie in 3(c) gezeigt, wird anschließend Luft durch den pneumatischen Durchlass 80 in das Öffnungs- und Schließmittel injiziert, um den Deckel 231 erneut nach unten zu bewegen. Somit wird die Probe 310 im Inneren vom Well 10 isoliert, indem die obere Position vom Well 10 blockiert wird.
Danach wird ein Reagens 320, das für die Reaktion benötigt wird, durch den Reagens-injizierenden Durchlass 60 injiziert und folglich kann ein gewünschtes Experiment im Inneren vom Well 10 ausgeführt werden. Hier kann das injizierte Reagens 320 davon abgehalten werden, in benachbarte Wells einzudringen, da der obere Teil davon blockiert ist. Es können ebenfalls verschiedene Reagenzien in verschiedene Wells 10 durch verschiedene Kanäle vom Reagensinjizierenden Durchlass 60 injiziert werden. Das injizierte Reagens 320 kann ebenfalls durch den Reagens-ablassenden Durchlass 70 abgelassen werden.
Wie weiter oben beschrieben, ist in dem ersten Ausführungsbeispiel das Öffnungs- und Schließmittel 20 mit einem pneumatischen Durchlass 80 ausgebildet, und das isolierende Mittel 20 ist konfiguriert, um durch einen Luftdruck durch den pneumatischen Durchlass 80 geöffnet und geschlossen zu werden.
Daneben können das Probe-isolierende Mittel und das Öffnungs- und Schließmittel mit einer Metallelektrode bereit gestellt werden, so dass das isolierende Mittel durch ein elektrisches Feld, das elektrisch kontrolliert wird, geöffnet und geschlossen werden kann.
Außerdem kann das Probe-isolierende Mittel und das Öffnungs- und Schließmittel mit einem Stromband, das darin geformt ist, ausgestattet werden, so dass das isolierende Mittel durch ein elektromagnetisches Feld, das elektrisch kontrolliert wird, geöffnet und geschlossen werden kann.
Ferner kann das Öffnungs- und Schließmittel mit einer Elektrode, die darin geformt ist, ausgestattet werden und das Probe-isolierende Mittel mit einem piezoelektrischem Gerät, so dass das isolierende Mittel durch eine Anwendung von einer externen Spannung geöffnet und geschlossen werden kann.
4 zeigt einen Querschnitt eines mikrofluidischen Chips eines zweiten Ausführungsbeispiels. Wie in 4 gezeigt, und ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, umfasst der mikrofluidische Chip ein Well 10, ein Probe-isolierendes Mittel 20, ein Öffnungs- und Schließmittel 30, einen Einlass 40, einen Auslass 50, einen Reagens-injizierenden Durchlass 60, und einen Reagens-ablassenden Durchlass 70. Außerdem ist jedes der Wells mit einem Elektrodenpaar 410, das darin angeordnet ist, ausgestattet.
Die Anwendung von Spannung an das Elektrodenpaar ermöglicht es der Probe, in das Well angezogen zu werden oder aus ihm heraus gedrückt zu werden. Diese Aktion wird durch das Phänomen der Dielektrophorese verursacht.
Das Phänomen der Dielektrophorese kann dadurch beschrieben werden, dass ein Partikel wie eine Zelle oder eine Perle in eine Zone mit einem dichten elektrischen Feld gezwungen wird, oder in Richtung eines Bereichs mit schwachem elektrischen Feld. Hier variiert die Partikelmobilität mit dem Typ von der Lösung oder den Partikeln und kann ebenfalls kontrolliert werden, indem die Größe und Frequenz des angewandten elektrischen Felds geändert wird. Beim Einsatz des Phänomens der Dielektrophorese kann nur die geforderte Zelle oder Perle von der Probe in das Innere von einem bestimmten Well 10 eingeführt werden.
Außerdem können die Metallelektroden 410 eine elektrische Stimulierung an der Probe hervorrufen, die sich im Inneren des Wells befindet. In dem Fall, in dem die Probe eine Zelle ist, kann eine Untersuchung über eine besondere Krankheit, wie ein Nervenleiden, ausgeführt werden, indem die Reaktion von der Zelle auf eine elektrische Stimulierung, die extern angewandt wird, beobachtet wird. Es kann ebenfalls ein Loch in einer Zelle geformt werden, indem ein elektrisches Feld extern angewandt wird, und durch das Loch kann ein Reagens, DNA oder ähnliches eingeführt werden.
Außerdem können die Metallelektroden 410 ein elektrisches Signal der Reaktion erkennen, die im Inneren des Wells erzeugt wurde. Zum Beispiel kann ein Membranpotential von den Metallelektroden erkannt werden. Es kann ebenfalls ein Oxidations- und Reduzierungsverfahren eingesetzt werden, indem die Metallelektroden eine angemessene Spannung oder einen angemessenen Strom anwendet und ein Signal in Antwort auf die angewandte Spannung oder den angewandten Strom erkennen.
Hier können die Metallelektroden nach Außen erweitert werden, um somit ein Dämpfungsglied 420 zu bilden, durch das ein elektrisches Signal angewandt oder erkannt werden kann.
Die Metallelektroden 410 sind vorzugsweise aus Gold, Silber, Platin, Aluminium, Halbleitermaterial oder leitfähigem Polymer geformt.
Das zweite Ausführungsbeispiel kann dieselben Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel hervorrufen, indem auf dieselbe Art eine zweidimensionale Anordnung, die Menge oder Anzahl von Proben gemäß der Wellgröße, der Kanal vom Reagens-injizierenden Durchlass, das zu injizierende Reagens, und der Leerraum vom isolierenden Mittel angewandt wird.
Ähnlich bei dem ersten Ausführungsbeispiel, kann das zweite Ausführungsbeispiel außerdem verschiedene Typen von Öffnungs- und Schließmitteln einsetzen, wie durch einen Luftdruck, einem elektrischen Feld, einem elektromagnetischen Feld, oder einem piezoelektrischem Element.
5 ist eine Fotografie, die einen mikrofluidischen Chip nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. 5 ist eine Fotografie eines echten mikrofluidischen Chips, welcher hergestellt wurde, indem ein Halbleiterverfahren und die Technik der mikroelektronisch-mechanischen Systeme (MEMS) eingesetzt wird (internationale Micro TAS Konferenz 2003).
Wie in 5 gezeigt, verfügt der mikrofluidische Chip über sechzehn Wells in einer 4 × 4 Anordnung, wobei in jedem Well eine CHO-Zelle (Ovar des chinesischen Hamsters) isoliert ist.
Dabei hat der mikrofluidische Chip folgende Vorteile:
Erstens können beim Einsetzen eines Halbleiterverfahrens und einer MEMS-Technik die Wells-hoch in einen Chip integriert werden, wodurch viele Experimente und Analysen gleichzeitig ausgeführt werden.
Zweitens ist ein Probe-isolierendes Mittel über den Wells bereit gestellt, das dadurch eine stabile Isolierung von der Probe ermöglicht, die z.B. eine Zelle, eine Perle oder ähnliches im Inneren vom Well ist. Außerdem ist ein Deckel für das Probe-isolierende Mittel über den Wells angeordnet, so dass ein Reagens, das in die entsprechenden Wells fließt, davon abgehalten werden kann, in die benachbarten Wells durchzufließen.
Drittens sind Reagens-injizierende Durchlässe mit den entsprechenden Wells verbunden, so dass verschiedene Reagenzien in verschiedene Wells einfließen können, wodurch sie gleichzeitig verschiedene Experimente in verschiedenen Wells ausführen.
Viertens ist ein Paar Metallelektroden in jedem Well angeordnet, so dass die Probe durch das Phänomen der Dielektrophorese in den Well angezogen werden kann oder aus ihm heraus gedrückt werden kann. Außerdem kann eine elektrische Stimulierung an die Probe im Inneren des Wells durch die Elektrode angewandt werden, um dadurch dazu fähig zu sein, die Reaktion, die im Well hervorgerufen wurde, elektrisch zu erkennen.

Claims

Mikrofluidischer Chip für Hochdurchsatz-Screening und Hochdurchsatz-Assay, wobei der mikrofluidische Chip Folgendes umfasst: a) ein Well (10) zum Isolieren einer Probe (310), wobei das Well (10) ein- oder zweidimensional angeordnet ist, b) ein Probe-isolierendes Mittel (20, 231), das über dem Well (10) angebracht ist und nach oben und nach unten bewegbar ist, c) ein Öffnungs- und Schließmittel (30), das über dem Probe-isolierenden Mittel (20) und zum Bewegen des Probe-isolierenden Mittels (20) nach oben und nach unten angeordnet ist, d) einen Einlass (40) zum Injizieren der Probe (310), e) einen Auslass (50) zum Ablassen eines Überschusses der injizierten Probe (310), f) einen Reagens-injizierenden Durchlass (60) zum Injizieren des Reagens (320) und g) einen Reagens-ablassenden Durchlass (70) zum Ablassen des Reagens (320), dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil des Wells (10) und dadurch die Probe (310) im Inneren des Wells (10) durch ein nach unten Bewegen des Probe-isolierenden Mittels (20, 231) blockierbar ist, um die Probe (310) im Inneren des Wells (10) zu isolieren, wonach das Reagens (320) durch den Reagens-injizierenden Durchlass (60) injizierbar ist und durch den Reagensablassenden Durchlass (70) abgelassen werden kann.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei die zweidimensionale Anordnung des Wells (10) in einer gemusterten oder nicht gemusterten Weise ausgeführt ist.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei die Menge und Anzahl der Probe (310), die injiziert und isoliert werden soll, in Abhängigkeit von der Wellgröße festgelegt ist.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei der Reagens-injizierende Durchlass (60), der jeweils mit dem Well (10) verbunden ist, aus jeweils einem Kanal geformt ist, so dass verschiedene Reagenzien in verschiedene Wells einfließen können, die sich voneinander unterscheiden.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 4, wobei derselbe Reagens oder verschiedene Reagenzien durch den Kanal vom Reagens-injizierenden Durchlass (60) injizierbar sind, der jeweils mit dem Well (10) verbunden ist.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei das Öffnungs- und Schließmittel (30) einen Raum umfasst, um das Probe-isolierende Mittel (20) in die obere Position zu bringen.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei das Öffnungs- und Schließmittel (30) mit einem pneumatischen Durchlass bereit gestellt ist, wobei das Probe-isolierende Mittel (20) geöffnet und geschlossen wird, indem ein externer Druck durch den pneumatischen Durchlass kontrolliert wird.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei das Probe-isolierende Mittel (20) und das Öffnungs- und Schließmittel (30) mit einer Metallelektrode bereit gestellt sind und das Probe-isolierende Mittel (20) anhand eines elektrischen Felds, das elektrisch kontrolliert wird, geöffnet und geschlossen wird.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei das Probe-isolierende Mittel (20) und das Öffnungs- und Schließmittel (30) mit einem Stromband, das darin geformt ist, bereit gestellt sind und das Probe-isolierende Mittel (20) anhand eines elektromagnetischen Felds, das elektrisch kontrolliert wird, geöffnet und geschlossen wird.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 1, wobei das Öffnungs- und Schließmittel (30) mit einer Metallelektrode bereit gestellt ist und das Probe-isolierende Mittel (20) mit einem piezoelektrischen Element bereit gestellt ist, so dass das Probe-isolierende Mittel (20) anhand einer Anwendung von externer Spannung geöffnet und geschlossen wird.
Mikrofluidischer Chip nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Paar Metallelektroden (410) im Inneren des Wells (10), die ein Phänomen der Dielektrophorese hervorrufen.
Mikrofluidischer Chip nach Anspruch 11, wobei die Metallelektroden (410) vorzugsweise aus Gold, Silber, Platin, Aluminium, Halbleitermaterial oder leitfähigem Polymer geformt sind.