DE102010042824A1 - Microfluidic module useful for analysis of fluids, comprises an integral carrier substrate with a first main surface and a second main surface lying opposite to the first main surface, a sensor arrangement, and a channel structure - Google Patents

Microfluidic module useful for analysis of fluids, comprises an integral carrier substrate with a first main surface and a second main surface lying opposite to the first main surface, a sensor arrangement, and a channel structure Download PDF

Info

Publication number
DE102010042824A1
DE102010042824A1 DE201010042824 DE102010042824A DE102010042824A1 DE 102010042824 A1 DE102010042824 A1 DE 102010042824A1 DE 201010042824 DE201010042824 DE 201010042824 DE 102010042824 A DE102010042824 A DE 102010042824A DE 102010042824 A1 DE102010042824 A1 DE 102010042824A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carrier substrate
radiation
channel structure
channel
functional element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201010042824
Other languages
German (de)
Inventor
Anna Ohlander
Karlheinz Bock
Gerhard Klink
Christof Strohhöfer
Markus Burghart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE201010042824 priority Critical patent/DE102010042824A1/en
Publication of DE102010042824A1 publication Critical patent/DE102010042824A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/05Flow-through cuvettes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627Sensor or part of a sensor is integrated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0654Lenses; Optical fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0819Microarrays; Biochips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825Test strips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/088Channel loops
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887Laminated structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/16Surface properties and coatings
    • B01L2300/168Specific optical properties, e.g. reflective coatings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N2021/0346Capillary cells; Microcells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/51Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule
    • G01N2021/513Cuvettes for scattering measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/552Attenuated total reflection
    • G01N21/553Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76Chemiluminescence; Bioluminescence

Abstract

Microfluidic module for analysis of fluids, comprises: an integral carrier substrate (101) with a first main surface (103) and a second main surface (105) lying opposite to the first main surface; a sensor arrangement (107), where a first functional element (109) of the sensor arrangement is arranged at a first surface region of the carrier substrate; and a channel structure, which is coupled to the first main surface of the carrier substrate so that a channel region is formed between the first surface region of the carrier substrate and a second surface region of the carrier substrate. Microfluidic module for analysis of fluids, comprises: an integral carrier substrate (101) with a first main surface (103) and a second main surface (105) lying opposite to the first main surface; a sensor arrangement (107), where a first functional element (109) of the sensor arrangement is arranged at a first surface region of the carrier substrate; and a channel structure, which is coupled to the first main surface of the carrier substrate so that a channel region is formed between the first surface region of the carrier substrate and a second surface region of the carrier substrate lying opposite to the first surface region, and the channel region is surrounded by the channel structure and the carrier substrate. An independent claim is also included for producing the microfluidic module, comprising providing the integral carrier substrate with the first main surface and the second main surface lying opposite to the first main surface, providing the channel structure, and connecting the channel structure with the first main surface of the carrier substrate so that the channel region is formed between the first surface region of the carrier substrate and the second surface region of the carrier substrate lying opposite to the first surface region.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Im Gesundheitswesen herrscht hoher Kosten- und Leistungsdruck. Dies gilt auch für die medizinische Diagnostik. Als Lösung hierfür werden oftmals Lab-on-Chip-Systeme („Lab-on-Chip” – Labor auf einem Chip) angesehen, die mikrotechnologisch viele Funktionen wie Fluidik, Optik, Elektronik in einem kleinen kostengünstigen System kombinieren können.Healthcare is under high cost and pressure. This also applies to medical diagnostics. As a solution for this often lab-on-chip systems ("lab-on-chip" - laboratory on a chip) are considered, the microtechnologically many functions such as fluidics, optics, electronics can combine in a small cost-effective system.

Um diese kostengünstig herzustellen, wird auf Kunststoffmaterialien bzw. Plastikmaterialien zurückgegriffen. Dabei ist zu beachten, dass Fluidik einen bestimmten, nicht zu vernachlässigenden Platzbedarf hat und Systeme daher eine Größe haben sollen, mit denen der Anwender noch umgehen kann. Alternativen wie Silizium oder hochreine Gläser verursachen bereits so hohe Materialkosten, dass ihre Verwendung die wirtschaftlichen Ziele in Frage stellt.In order to produce these inexpensively, plastic materials or plastic materials are used. It should be noted that fluidics have a certain, not negligible space requirements and systems should therefore have a size with which the user can still handle. Alternatives such as silicon or high-purity glasses already cause such high material costs that their use calls into question the economic goals.

Plastikmaterial als Substrat hat allerdings den Nachteil, dass die gängigen Integrationsverfahren für die funktionellen Strukturen (Fluidik, Optik, Elektronik) nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand mittels der gängigen Technologien möglich ist. Zum Beispiel sollen in einem optischen System Lichtquellen (beispielsweise LEDs – lichtemittierende Dioden, beispielsweise auf Halbleiterbasis oder ähnliche) und Photodetektoren (meistens Silizium-basiert) mit einem Plastiksubstrat integriert werden. Dieser zusätzliche Aufwand kompensiert eventuell die Materialkostenersparnis. Die Kosten des Fertigungsprozesses sollen bei der Entwicklung von Lab-on-Chip-Systemen immer im Auge behalten werden.However, plastic as a substrate has the disadvantage that the common integration methods for the functional structures (fluidics, optics, electronics) is not or only with increased effort by means of common technologies possible. For example, in an optical system, light sources (eg, LEDs - light-emitting diodes, eg, semiconductor-based or the like) and photodetectors (mostly silicon-based) are to be integrated with a plastic substrate. This additional expense may compensate for the material cost savings. The costs of the manufacturing process should always be kept in mind when developing lab-on-chip systems.

Wie bereits erwähnt können Lab-on-Chip-Systeme verschiedene Funktionen aufweisen. Eine spezielle Ausgestaltung eines Lab-on-Chip-Systems kann beispielsweise dazu dienen, eine Flüssigkeit oder ein Fluid in einem Fluidikkanal zu analysieren. Solch ein System kann in der medizinischen Diagnostik Anwendung finden, beispielsweise zum Nachweis von Krankheitserregern in Patientenproben.As already mentioned, lab-on-chip systems can have different functions. A special embodiment of a lab-on-chip system can serve, for example, to analyze a liquid or a fluid in a fluidic channel. Such a system can be used in medical diagnostics, for example for the detection of pathogens in patient samples.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Konzept zu schaffen, welches eine vereinfachte Herstellung eines Mikrofluidikmoduls ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a concept which enables a simplified production of a microfluidic module.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrofluidikmoduls gemäß Anspruch 24.This object is achieved by a microfluidic module according to claim 1 and a method for producing a microfluidic module according to claim 24.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Mikrofluidikmodul zur Analyse von Fluiden. Das Mikrofluidikmodul weist ein einstückiges (bzw. kontinuierliches oder durchgehendes) Trägersubstrat mit einer ersten Hauptoberfläche und einer, der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche auf. Weiterhin weist das Mikrofluidikmodul eine Sensoranordnung auf, wobei ein erstes Funktionselement der Sensoranordnung an einem ersten Oberflächenbereich des einstückigen Trägersubstrats angeordnet ist. Weiterhin weist das Mikrofluidikmodul eine Kanalstruktur auf, die mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats verbunden ist, so dass sich ein Kanalbereich zwischen dem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats und einem, dem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats gegenüberliegenden zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats ausbildet, der von der Kanalstruktur und dem Trägersubstrat umgeben ist.Embodiments of the present invention provide a microfluidic module for analyzing fluids. The microfluidic module comprises an integral (or continuous or continuous) carrier substrate having a first major surface and a second major surface opposite the first major surface. Furthermore, the microfluidic module has a sensor arrangement, wherein a first functional element of the sensor arrangement is arranged on a first surface region of the one-piece carrier substrate. Furthermore, the microfluidic module has a channel structure, which is connected to the first main surface of the carrier substrate, so that a channel region is formed between the first surface region of the carrier substrate and a second surface region of the carrier substrate opposite the first surface region of the carrier substrate, that of the channel structure and the Carrier substrate is surrounded.

Der Kanalbereich kann beispielsweise zur Aufnahme zu analysierender Fluide (d. h. Gase oder Flüssigkeiten) dienen.The channel region may serve, for example, for receiving fluids to be analyzed (i.e., gases or liquids).

Es ist ein Kerngedanke von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, dass eine vereinfachte Herstellung eines Mikrofluidikmoduls ermöglicht werden kann, wenn ein Mikrofluidikmodul ein einstückiges Trägersubstrat aufweist, welches mit einer Kanalstruktur verbunden ist, um einen Kanalbereich zur Aufnahme der zu analysierenden Fluide zu bilden, wobei eine zum Kanalbereich benachbarte Sensoranordnung zur Erfassung der zur Analyse erforderlichen Messdaten vorgesehen sein kann. Durch die Nutzung eines einstückigen Trägersubstrats, welches, beispielsweise zumindest während der Herstellung, flexibel ist, kann in Verbindung mit einer Kanalstruktur, welche mit dem Trägersubstrat verbunden ist, mit minimalem Material- und Herstellungsaufwand (zur Verbindung der einzelnen Elemente) ein Kanalbereich geschaffen werden, der zur Aufnahme zu analysierender Fluide genutzt werden kann. Die in dem Kanalbereich befindlichen Fluide können dann durch die Sensoranordnung des Mikrofluidikmoduls analysiert werden. Bei einer Herstellung des Mikrofluidikmoduls kann das Sensormodul beispielsweise auf dem Trägersubstrat angeordnet werden und anschließend das Trägersubstrat umgeklappt und mit der Kanalstruktur derart verbunden werden, so dass sich der Kanalbereich zwischen einem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats, an dem die Sensoranordnung angeordnet ist, und einem gegenüberliegenden zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats herausbildet, und so dass der Kanalbereich von dem Trägersubstrat und der Kanalstruktur umgeben ist.It is a core idea of embodiments of the present invention that a simplified production of a microfluidic module can be made possible when a microfluidic module has a one-piece support substrate which is connected to a channel structure to form a channel region for receiving the fluids to be analyzed, one to the Channel region adjacent sensor arrangement for detecting the required for analysis measurement data can be provided. By using a one-piece carrier substrate, which is flexible, for example, at least during manufacture, a channel region can be created in conjunction with a channel structure which is connected to the carrier substrate with minimal material and manufacturing effort (for connecting the individual elements). which can be used for recording fluids to be analyzed. The fluids in the channel region can then be analyzed by the sensor arrangement of the microfluidic module. In a production of the microfluidic module, the sensor module can be arranged, for example, on the carrier substrate and subsequently the carrier substrate folded over and connected to the channel structure such that the channel region between a first surface region of the carrier substrate on which the sensor arrangement is arranged, and an opposite second Surface area of the carrier substrate forms, and so that the channel region of the support substrate and the channel structure is surrounded.

Es ist ein Vorteil von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, dass eine vereinfachte Herstellung eines Mikrofluidikmoduls dadurch ermöglicht wird, dass das Mikrofluidikmodul ein einstückiges Trägersubstrat aufweist, welches mit einer Kanalstruktur verbunden ist, derart, dass sich ein Kanalbereich ausbildet, welcher von der Trägerstruktur und der Kanalstruktur umgeben ist. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lassen sich dadurch leichter herstellen, insbesondere im Vergleich zu Mikrofluidikmodulen, bei denen getrennte Substrate zur Ausbildung eines Kanalbereichs verwendet werden, welche beispielsweise fluiddicht miteinander verbunden sind. Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann daher das Trägersubstrat in einem einfachen Prozess (beispielsweise unter Nutzung günstiger Druck-, Flüssigauftrags- und Strukturierungsprozesse) in einem einzigen Schritt hergestellt werden. Anschließend kann ein Funktionselement einer Sensorordnung an einem Oberflächenbereich des Trägersubstrats hergestellt werden. Um den Kanalbereich herzustellen, kann das in einem Schritt hergestellte Trägersubstrat um die erwähnte Kanalstruktur herumgeklappt werden, so dass sich der Kanalbereich zwischen dem Trägersubstrat und der Kanalstruktur ausbildet. Bei alternativen Methoden unter Verwendung mehrerer einzelner Substrate, welche miteinander verbunden werden, könnte in einem ersten Schritt ein Bodensubstrat abgeformt werden, auf welches ein Zwischensubstrat abgeformt wird und anschließend ein Deckelsubstrat abgeformt wird. Diese Herstellung eines alternativen Mikrofluidikmoduls benötigt daher mehr Schritte als die Herstellung von Mikrofluidikmodulen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung und ist damit aufwendiger und kostenintensiver.It is an advantage of embodiments of the present invention that a simplified fabrication of a microfluidic module thereby it is made possible for the microfluidic module to have a one-piece carrier substrate which is connected to a channel structure such that a channel region is formed which is surrounded by the carrier structure and the channel structure. Embodiments of the present invention can thereby be more easily manufactured, in particular in comparison to microfluidic modules in which separate substrates are used to form a channel region, which are connected to each other in a fluid-tight manner. In embodiments of the present invention, therefore, the carrier substrate can be manufactured in a single step in a simple process (for example, using favorable printing, liquid application, and patterning processes). Subsequently, a functional element of a sensor arrangement can be produced on a surface region of the carrier substrate. In order to produce the channel region, the carrier substrate produced in one step can be folded around the mentioned channel structure, so that the channel region is formed between the carrier substrate and the channel structure. In alternative methods using a plurality of individual substrates, which are joined together, in a first step, a bottom substrate could be molded, on which an intermediate substrate is molded and then a cover substrate is molded. This production of an alternative microfluidic module therefore requires more steps than the production of microfluidic modules according to embodiments of the present invention and is thus more complicated and cost-intensive.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die Sensoranordnung weiterhin ein zweites Funktionselement aufweisen, welches an dem zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats und damit gegenüberliegend zu dem ersten Funktionselement der Sensoranordnung angeordnet ist. Das erste Funktionselement kann beispielsweise eine Strahlungsquelle bilden und das zweite Funktionselement kann beispielsweise einen Strahlungsdetektor bilden. Eine strahlungsemittierende Oberfläche der Strahlungsquelle kann dem Kanalbereich des Mikrofluidikmoduls zugewandt sein. Weiterhin kann auch eine strahlungsempfindliche Oberfläche des Strahlungsdetektors dem Kanalbereich zugewandt sein. Eine von der strahlungsemittierenden Oberfläche der Strahlungsquelle emittierte Strahlung kann daher den Kanalbereich durchqueren und dabei eine im Kanalbereich befindliche Flüssigkeit (bzw. ein im Kanalbereich befindliches Fluid) durchqueren und auf die strahlungsempfindliche Oberfläche des Strahlungsdetektors treffen. Eine optische Eigenschaft oder deren Veränderung und die daraus resultierende Veränderung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung durch das im Kanalbereich befindliche Fluid kann von dem Strahlungsdetektor detektiert werden, wodurch eine Analyse des in dem Kanalbereich befindlichen Fluids ermöglicht wird. Durch die Nutzung eines einstückigen Trägersubstrats können das erste Funktionselement (also die Strahlungsquelle) und das zweite Funktionselement (also der Strahlungsdetektor) auf einer gemeinsamen Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats hergestellt werden. Eine gemeinsame Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats ist dabei eine, bei der Herstellung, freiliegende Oberfläche des Trägersubstrats, welche eine Oberfläche einer Seite, beispielsweise einer Oberseite des Trägersubstrats, bildet und welche von einer Richtung aus bearbeitet werden kann. Das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement können daher bei der Herstellung auf der gleichen Seite des Trägersubstrats hergestellt werden, beispielsweise durch Druck-, Abscheidungs- und/oder Strukturierungsprozesse, obwohl bei dem fertigen Mikrofluidikmodul das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement gegenüber voneinander angeordnet sind. Das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement können daher zuerst auf der gemeinsamen Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats hergestellt werden und anschließend kann das Trägersubstrat derart um die Kanalstruktur herumgeklappt werden, dass der Kanalbereich zwischen dem ersten Funktionselement und dem zweiten Funktionselement angeordnet ist. Dadurch wird ermöglicht, dass eine Bearbeitung des Trägersubstrats (ausschließlich) von ein und derselben Seite erfolgen kann, wodurch die Herstellungskosten deutlich verringert werden, insbesondere gegenüber Systemen, bei denen ein Trägersubstrat von beiden Seiten bearbeitet, beispielsweise bedruckt, wird, um Funktionselemente von beiden Seiten auf das Trägersubstrat aufzubringen.According to some embodiments, the sensor arrangement may further comprise a second functional element which is arranged on the second surface area of the carrier substrate and thus opposite to the first functional element of the sensor arrangement. By way of example, the first functional element can form a radiation source, and the second functional element can form a radiation detector, for example. A radiation-emitting surface of the radiation source may face the channel region of the microfluidic module. Furthermore, a radiation-sensitive surface of the radiation detector may also face the channel region. A radiation emitted by the radiation-emitting surface of the radiation source can therefore traverse the channel region and thereby traverse a liquid (or a fluid in the channel region) located in the channel region and strike the radiation-sensitive surface of the radiation detector. An optical property or its alteration and the resulting change in the radiation emitted by the radiation source through the fluid in the channel region can be detected by the radiation detector, thereby enabling an analysis of the fluid in the channel region. By using a one-piece carrier substrate, the first functional element (ie the radiation source) and the second functional element (ie the radiation detector) can be produced on a common processing surface of the carrier substrate. A common processing surface of the carrier substrate is an exposed surface of the carrier substrate during production which forms a surface of one side, for example an upper side of the carrier substrate, and which can be processed from one direction. The first functional element and the second functional element can therefore be produced during production on the same side of the carrier substrate, for example by printing, deposition and / or structuring processes, although in the finished microfluidic module the first functional element and the second functional element are arranged opposite one another. The first functional element and the second functional element can therefore be produced first on the common processing surface of the carrier substrate and subsequently the carrier substrate can be folded around the channel structure such that the channel region is arranged between the first functional element and the second functional element. This allows machining of the carrier substrate (exclusively) from one and the same side, thereby significantly reducing manufacturing costs, particularly to systems in which a carrier substrate is processed from both sides, for example printed, to functional elements from both sides to be applied to the carrier substrate.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann auch die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat ausgebildet sein. Bei der Herstellung eines Mikrofluidikmoduls, bei dem die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat ausgebildet ist, kann die Kanalstruktur beispielsweise durch einen Strukturierungsprozess (wie z. B. Laserschneiden, Stanzen, Fräsen oder Herstellung mittels Spritzguss) strukturiert werden, derart, dass bei einem Umklappen des Trägersubstrats sich der Kanalbereich zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats ausbildet. Dadurch, dass die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat ausgebildet ist, wird ermöglicht, dass die Kanalstruktur lediglich in einem Verbindungsbereich mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats verbunden ist, um den fluiddichten Kanalbereich zu bilden. Das Trägersubstrat kann beispielsweise nach dem Herstellen der Sensoranordnung derart umgeklappt werden, dass die erste Hauptoberfläche eine Hauptoberfläche der Kanalstruktur kontaktiert. Die Hauptoberfläche der Kanalstruktur kann beispielsweise mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats über eine Haftvermittlerschicht verbunden werden. Mit anderen Worten kann die Kanalstruktur mittels Klebung mit dem Trägersubstrat verbunden werden (beispielsweise unter Nutzung einer adhäsiven Zwischenschicht, durch Lösungsmittelkleben, durch technisches Verschweißen der beiden Substrate – der Kanalstruktur und dem Trägersubstrat – oder durch Laserschweißen).According to further embodiments of the present invention, the channel structure may also be formed integrally with the carrier substrate. In the production of a microfluidic module in which the channel structure is formed integrally with the carrier substrate, the channel structure can be structured, for example, by a patterning process (such as laser cutting, stamping, milling or production by means of injection molding), such that upon folding over Carrier substrate, the channel region between the first surface region and the second surface region of the carrier substrate is formed. The fact that the channel structure is formed integrally with the carrier substrate allows the channel structure to be connected only in a connecting region to the first main surface of the carrier substrate in order to form the fluid-tight channel region. After the sensor arrangement has been produced, for example, the carrier substrate can be folded over such that the first main surface contacts a main surface of the channel structure. The main surface of the channel structure may, for example, be connected to the first main surface of the channel Carrier substrate are connected via a primer layer. In other words, the channel structure can be adhesively bonded to the carrier substrate (for example using an adhesive interlayer, by solvent bonding, by technical welding of the two substrates - the channel structure and the carrier substrate - or by laser welding).

Die Adhäsivschicht (die adhäsive Zwischenschicht oder Haftvermittlerschicht) kann bereits vor der Strukturierung der Kanalstruktur auf den entsprechenden Bereich des Fluidiksubstrats (des Materials der Kanalstruktur) aufgebracht werden (auch beidseitig), um Folienstücks (Folienstapel) zu erhalten. Diese Adhäsivschicht wird bei der Strukturierung der Kanalstruktur bereits mitstrukturiert. Dies verringert den Justageaufwand zwischen Adhäsivschicht und Kanalstruktur. Weiterhin wird ein Justageaufwand bei der Assemblierung des Gesamtmoduls vermindert, da die die Adhäsivschicht bereits passgenau auf der Kanalstruktur angeordnet ist. Ein weiterer Vorteil davon ist, dass die Adhäsivschicht möglichst wenig mit der Flüssigkeit im Kanal in Berührung kommen sollte. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführung, wenn doppelseitig klebende Folien als Adhäsivschicht verwendet werden. Des weiteren kann, insbesondere im Vergleich zur Dispensierung von Adhäsivschichten aus der flüssigen Phase oder zu Sputterprozessen, die Adhäsivschicht passgenau auf die Kanalstruktur aufgebracht werden.The adhesive layer (the adhesive intermediate layer or adhesion promoter layer) can already be applied to the corresponding region of the fluidic substrate (the material of the channel structure) before the structuring of the channel structure (also on both sides) in order to obtain film pieces (film stacks). This adhesive layer is already structurally structured in the structuring of the channel structure. This reduces the adjustment effort between the adhesive layer and the channel structure. Furthermore, a Justageaufwand is reduced in the assembly of the overall module, since the adhesive layer is already arranged accurately on the channel structure. Another advantage of this is that the adhesive layer should as little as possible come into contact with the liquid in the channel. This embodiment is particularly advantageous when double-sided adhesive films are used as the adhesive layer. Furthermore, in particular in comparison to the dispensing of adhesive layers from the liquid phase or to sputtering processes, the adhesive layer can be applied precisely to the channel structure.

Weiterhin können mehrere Folienstücke auf der entsprechenden Fläche aufgeklebt werden, um die Tiefe des Kanals (des Kanalbereichs) einzustellen oder zu erhöhen. Sowohl die Adhäsivschichten (zwischen den zusätzlichen Folienschichten, sowie auf Hauptoberflächen der äußersten Folienschichten) sowie die zusätzlichen Folienstücke werden gleichzeitig strukturiert. Dies minimiert den Justageaufwand für die entsprechenden Schichten, da die die Adhäsivschichten bereits passgenau auf der Kanalstruktur angeordnet sind und nicht erst einzeln strukturiert werden müssen.Furthermore, a plurality of pieces of film may be adhered to the corresponding surface to adjust or increase the depth of the channel (channel region). Both the adhesive layers (between the additional film layers, as well as major surfaces of the outermost film layers) and the additional film pieces are patterned simultaneously. This minimizes the adjustment effort for the corresponding layers, since the adhesive layers are already arranged precisely on the channel structure and need not be individually structured.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, bei denen die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat ausgebildet ist, kann, anstatt bei der Herstellung das Trägersubstrat zu strukturieren, um die Kanalstruktur zu erhalten, das Trägersubstrat mehrfach ineinander gefaltet werden. Ein erstes Endstück des Trägersubstrats bildet dann die Kanalstruktur und ein zweites Endstück des Trägersubstrats ist mit dem ersten Endstück, beispielsweise durch eine Haftvermittlerschicht zwischen der zweiten Hauptoberfläche des Trägersubstrats und der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats, mit dem ersten Endstück verbunden, so dass der Kanalbereich vollständig von dem Trägersubstrat umgeben ist.According to further embodiments, in which the channel structure is formed integrally with the carrier substrate, instead of structuring the carrier substrate in the production in order to obtain the channel structure, the carrier substrate can be folded into one another several times. A first end piece of the carrier substrate then forms the channel structure and a second end piece of the carrier substrate is connected to the first end piece, for example by a bonding agent layer between the second main surface of the carrier substrate and the first main surface of the carrier substrate, with the first end piece, so that the channel region is completely separated from is surrounded by the carrier substrate.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Trägersubstrat auch gerollt werden um einen Kanal (den Kanalbereich) für die Fluidik herzustellen, auf dessen Wand (gebildet durch das Trägersubstrat) die Funktionselemente liegen bzw. angeordnet sind.According to further exemplary embodiments, the carrier substrate can also be rolled in order to produce a channel (the channel region) for the fluidics, on whose wall (formed by the carrier substrate) the functional elements lie or are arranged.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Kanalstruktur auch aus einem anderen Material als das Trägersubstrat gebildet sein und kann bei einer Herstellung mit dem Trägersubstrat verbunden werden. Eine Flexibilität des Trägersubstrats kann beispielsweise erhöht gegenüber einer Flexibilität der Kanalstruktur sein, beispielsweise um eine erhöhte Stabilität des Mikrofluidikmoduls zu erreichen.According to further embodiments, the channel structure may also be formed of a different material than the carrier substrate and may be connected to the carrier substrate during manufacture. For example, flexibility of the carrier substrate may be increased over flexibility of the channel structure, for example to achieve increased stability of the microfluidic module.

FigurenkurzbeschreibungBrief Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine Querschnittsansicht eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a cross-sectional view of a microfluidic module according to an embodiment of the present invention;

2a2c Querschnittsansichten von verschiedenen Mikrofluidikmodulen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; 2a - 2c Cross-sectional views of various microfluidic modules according to embodiments of the present invention;

3 eine Querschnittsansicht eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a cross-sectional view of a microfluidic module according to another embodiment of the present invention;

4 ein Diagramm zur Darstellung eines Photostroms, in Abhängigkeit von, sich in einem Kanalbereich eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung befindlichen, Fluiden; 4 a diagram illustrating a photocurrent, depending on, located in a channel region of a microfluidic module according to an embodiment of the present invention, fluids;

5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 a flowchart of a method for producing a microfluidic module according to an embodiment of the present invention;

6a, 6b Querschnittsansichten, wie sie bei der Herstellung eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, unter Verwendung des Herstellungsverfahrens gemäß 5, auftreten können; und 6a . 6b Cross-sectional views, as in the manufacture of a microfluidic module according to an embodiment of the present invention, using the manufacturing method according to 5 , may occur; and

7a–d verschiedene Beispiele zur Ineinanderfaltung eines Trägersubstrats bei der Herstellung eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7a -D different examples for interfolding a carrier substrate in the manufacture of a microfluidic module according to an embodiment of the present invention.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Detailed description of embodiments of the present invention

Bevor im Folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente oder Elemente gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen sind und dass eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Beschreibungen von Elementen mit denselben Bezugszeichen sind daher untereinander austauschbar.Before describing embodiments of the present invention in detail below with reference to the attached figures, it is pointed out that identical elements or elements having the same function are given the same reference numerals and a repeated description of these elements is omitted. Descriptions of elements with the same reference numerals are therefore interchangeable.

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Mikrofluidikmoduls 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Mikrofluidikmodul 100 weist ein einstückiges Trägersubstrat 101 mit einer ersten Hauptoberfläche 103 und einer gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche 105 auf. Weiterhin weist das Mikrofluidikmodul 100 eine Sensoranordnung 107 auf. Ein erstes Funktionselement 109 der Sensoranordnung 107 ist an einem ersten Oberflächenbereich 111 des Trägersubstrats 101 angeordnet. Weiterhin weist das Mikrofluidikmodul 100 eine Kanalstruktur 113 auf, die mit der ersten Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 verbunden ist. Zwischen dem ersten Oberflächenbereich 111 des Trägersubstrats 101 und einem, dem ersten Oberflächenbereich 111 gegenüberliegenden zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 ist ein Kanalbereich 117 ausgebildet, der von der Kanalstruktur 113 und dem Trägersubstrat 101 umgeben ist. 1 shows a cross-sectional view of a microfluidic module 100 according to an embodiment of the present invention. The microfluidic module 100 has a one-piece carrier substrate 101 with a first main surface 103 and an opposite second major surface 105 on. Furthermore, the microfluidic module 100 a sensor arrangement 107 on. A first functional element 109 the sensor arrangement 107 is at a first surface area 111 of the carrier substrate 101 arranged. Furthermore, the microfluidic module 100 a channel structure 113 on that with the first main surface 103 of the carrier substrate 101 connected is. Between the first surface area 111 of the carrier substrate 101 and one, the first surface area 111 opposite second surface area 115 of the carrier substrate 101 is a channel area 117 formed by the channel structure 113 and the carrier substrate 101 is surrounded.

Der Kanalbereich 117 kann beispielsweise zur Aufnahme eines Fluids dienen, welches mit Hilfe des Mikrofluidikmoduls 100 analysiert werden soll. Die Sensoranordnung 107 kann ausgebildet sein, um ein in dem Kanalbereich 117 befindliches Fluid, unter Nutzung des ersten Funktionselements 109 zu analysieren. Das erste Funktionselement 109 kann beispielsweise eine Strahlungsquelle sein, welche ausgebildet ist, um eine Strahlung (beispielsweise eine elektromagnetische Strahlung oder eine optische Strahlung – beispielsweise in einem Bereich von infrarotem Licht bis ultraviolettem Licht –) zu emittieren, derart, dass diese emittierte Strahlung von dem in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluid reflektiert und/oder absorbiert und/oder gebrochen und/oder auf andere Weise verändert wird. Diese Veränderung kann beispielsweise von einem weiteren Funktionselement der Sensoranordnung 107 detektiert werden, um so das in dem Kanalbereich 117 befindliche Fluid analysieren zu können.The channel area 117 For example, it can be used to hold a fluid, which with the aid of the microfluidic module 100 to be analyzed. The sensor arrangement 107 may be configured to be in the channel area 117 located fluid, using the first functional element 109 analyze. The first functional element 109 For example, it may be a radiation source configured to emit radiation (eg, electromagnetic radiation or optical radiation - for example, in a range from infrared light to ultraviolet light) such that it emits emitted radiation from that in the channel region 117 fluid is reflected and / or absorbed and / or broken and / or otherwise altered. This change can be made, for example, by a further functional element of the sensor arrangement 107 be detected so as to be in the channel area 117 be able to analyze the fluid.

Das Trägersubstrat 101 kann in dem Bereich der Sensoranordnung 107 für von der Sensoranordnung 107 emittierte und/oder absorbierte Strahlung zumindest teilweise transparent sein.The carrier substrate 101 may be in the range of the sensor arrangement 107 for from the sensor assembly 107 emitted and / or absorbed radiation to be at least partially transparent.

Die Kanalstruktur 113 kann beispielsweise einstückig mit dem Trägersubstrat 101 ausgeführt sein. Das Trägersubstrat 101 kann daher beispielsweise lediglich einen Verbindungsbereich 119 zwischen der ersten Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 und einer ersten Hauptoberfläche 121 der Kanalstruktur 113, beispielsweise mittels einer Haftvermittlerschicht mit der Kanalstruktur 113 verbunden sein. Ein Vorteil der Ausführung der Kanalstruktur 113 einstückig mit dem Trägersubstrat 101 ist, dass eine Haftvermittlerschicht zwischen der ersten Hauptoberfläche 121 der Kanalstruktur 113 und der ersten Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 ausreichend ist, um den Kanalbereich 117 zu bilden, welcher von dem Trägersubstrat 101 und der Kanalstruktur 113 umgeben ist. Wie bereits im einleitenden Teil dieser Anmeldung erläutert, kann die Kanalstruktur 113 in einem Herstellungsprozess des Mikrofluidikmoduls 100 durch Strukturieren des Trägersubstrats 101 ausgebildet werden. Der Kanalbereich 117 kann durch Umklappen (beispielsweise ausgehend von einem unverformten geradlinigen Trägersubstrat 101) des Trägersubstrats 101 auf die erste Hauptoberfläche 121 der Kanalstruktur 113 erzeugt werden. Das Trägersubstrat 101 kann daher einen ersten Trägersubstratabschnitt 123, beispielsweise an einer Oberseite des Mikrofluidikmoduls 100 und einen parallel dazu verlaufenden, gegenüberliegenden zweiten Trägersubstratabschnitt 125, beispielsweise an einer Unterseite des Mikrofluidikmoduls 100, aufweisen. Der erste Trägersubstratabschnitt 123 und der zweite Trägersubstratabschnitt 125 können über einen dritten Trägersubstratabschnitt 127 (bzw. einen Verbindungsabschnitt 127), welcher beispielsweise als „gekrümmter Abschnitt” von der Oberseite des Mikrofluidikmoduls 100 zu der Unterseite des Mikrofluidikmoduls 100 führt, miteinander verbunden sein. Der Kanalbereich 117 kann daher zwischen dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 und dem gegenüberliegenden zweiten Trägersubstratabschnitt 125 und zwischen der Kanalstruktur 113 (beispielsweise zwischen einer Seitenoberfläche eines Kanalstrukturelements der Kanalstruktur 113) und dem dritten Trägersubstratabschnitt 127 ausgebildet sein.The channel structure 113 may, for example, integral with the carrier substrate 101 be executed. The carrier substrate 101 Therefore, for example, only one connection area 119 between the first main surface 103 of the carrier substrate 101 and a first main surface 121 the channel structure 113 , For example, by means of a primer layer with the channel structure 113 be connected. An advantage of the execution of the channel structure 113 integral with the carrier substrate 101 is that a primer layer between the first major surface 121 the channel structure 113 and the first main surface 103 of the carrier substrate 101 is sufficient to the channel area 117 to form which of the carrier substrate 101 and the channel structure 113 is surrounded. As already explained in the introductory part of this application, the channel structure 113 in a manufacturing process of the microfluidic module 100 by structuring the carrier substrate 101 be formed. The channel area 117 can by folding (for example, starting from an undeformed rectilinear carrier substrate 101 ) of the carrier substrate 101 on the first main surface 121 the channel structure 113 be generated. The carrier substrate 101 therefore, a first carrier substrate portion 123 , For example, on an upper side of the microfluidic module 100 and a parallel extending opposite second carrier substrate portion 125 , For example, on a bottom of the microfluidic module 100 , exhibit. The first carrier substrate portion 123 and the second carrier substrate portion 125 may be over a third carrier substrate portion 127 (or a connection section 127 ), which, for example, as a "curved section" from the top of the microfluidic module 100 to the bottom of the microfluidic module 100 leads, be interconnected. The channel area 117 may therefore be between the first carrier substrate portion 123 and the opposite second carrier substrate portion 125 and between the channel structure 113 (For example, between a side surface of a channel structure element of the channel structure 113 ) and the third carrier substrate portion 127 be educated.

In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Kanalstruktur 113 lediglich ein Kanalstrukturelement auf, jedoch kann gemäß weiteren Ausführungsbeispielen die Kanalstruktur 113 auch mindestens ein weiteres Kanalstrukturelement aufweisen, welches beispielsweise zwischen dem Kanalbereich 117 und dem dritten Trägersubstratabschnitt 127 angeordnet ist. Die Verwendung mehrerer Kanalstrukturelemente kann beispielsweise dienen, um eine Stabilität des Mikrofluidikmoduls 100 zu erhöhen. Auch die einzelnen Kanalstrukturelemente können einstückig mit dem Trägersubstrat 101 ausgeführt sein.In the in 1 embodiment shown has the channel structure 113 only one channel structure element, however, according to further embodiments, the channel structure 113 also have at least one further channel structure element which, for example, between the channel region 117 and the third carrier substrate portion 127 is arranged. The use of a plurality of channel structure elements can serve, for example, for stability of the microfluidic module 100 to increase. The individual channel structure elements can also be integral with the carrier substrate 101 be executed.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können das Trägersubstrat 101 und die Kanalstruktur 113 bei der Herstellung getrennt voneinander vorliegen. So kann die Kanalstruktur 113 beispielsweise aus einem anderen Material als das Trägersubstrat 101 gebildet sein. Beispielsweise kann die Kanalstruktur 113 eine niedrigere Flexibilität als das Trägersubstrat 101 aufweisen, um eine erhöhte Stabilität des Mikrofluidikmoduls 100 zumindest im Kanalbereich 117 zu gewährleisten. So kann beispielsweise ein minimaler Biegeradius des Trägersubstrats 101 (zumindest in dem Bereich des dritten Trägersubstratabschnitts 127) um einen vorbestimmten Faktor kleiner sein als ein minimaler Biegeradius der Kanalstruktur. Der vorbestimmte Faktor kann beispielsweise größer gleich 2, 5, 10 oder sogar größer gleich 20 sein According to further embodiments, the carrier substrate 101 and the channel structure 113 present separately in the preparation. So can the channel structure 113 for example, of a different material than the carrier substrate 101 be formed. For example, the channel structure 113 a lower flexibility than the carrier substrate 101 have increased stability of the microfluidic module 100 at least in the canal area 117 to ensure. For example, a minimum bending radius of the carrier substrate 101 (At least in the region of the third carrier substrate portion 127 ) may be smaller by a predetermined factor than a minimum bend radius of the channel structure. The predetermined factor may, for example, be greater than or equal to 2, 5, 10 or even greater than 20

Die Kanalstruktur 113 kann daher, zusätzlich zu der Haftvermittlerschicht zwischen der ersten Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 und der ersten Hauptoberfläche 121 der Kanalstruktur 113, eine weitere Haftvermittlerschicht zwischen der ersten Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 und einer zweiten, der ersten Hauptoberfläche 121 gegenüberliegenden Hauptoberfläche 129 der Kanalstruktur 113, eine weitere Haftvermittlerschicht aufweisen.The channel structure 113 Therefore, in addition to the primer layer between the first major surface 103 of the carrier substrate 101 and the first main surface 121 the channel structure 113 , a further primer layer between the first major surface 103 of the carrier substrate 101 and a second, the first major surface 121 opposite main surface 129 the channel structure 113 , have a further adhesion promoter layer.

Wie aus 1 ersichtlich, können der erste Oberflächenbereich 111 und der zweite Oberflächenbereich 115 gegenüberliegende Abschnitte des Trägersubstrats 101 (bzw. der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101) sein. Das erste Funktionselement 109 kann daher an der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 angeordnet sein oder mit anderen Worten kann das erste Funktionselement 109 der Sensoranordnung 107 auf der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 angeordnet sein. Das Trägersubstrat 101 kann daher beispielsweise gleichzeitig ein Trägersubstrat für das erste Funktionselement 109 bilden. Weiterhin kann das Trägersubstrat 101 zumindest in einem Bereich des ersten Funktionselement 109, falls das erste Funktionselement 109 ein Strahlungsempfänger oder ein Strahlungsdetektor ist, für eine von dem ersten Funktionselement 109 emittierte oder absorbierte Strahlung durchlässig sein. Beispielsweise kann das Trägersubstrat 101 ein durchsichtiges Foliensubstrat sein. So kann das Trägersubstrat 101 beispielsweise im Sichtbaren vollständig transparente Materialen, wie beispielsweise Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat und/oder Polycarbonat aufweisen oder aus zumindest einem dieser Materialien bestehen.How out 1 As can be seen, the first surface area 111 and the second surface area 115 opposite portions of the carrier substrate 101 (or the second main surface 105 of the carrier substrate 101 ) be. The first functional element 109 can therefore be on the second main surface 105 of the carrier substrate 101 be arranged or in other words, the first functional element 109 the sensor arrangement 107 on the second main surface 105 of the carrier substrate 101 be arranged. The carrier substrate 101 Therefore, for example, at the same time a carrier substrate for the first functional element 109 form. Furthermore, the carrier substrate 101 at least in a region of the first functional element 109 if the first functional element 109 a radiation receiver or a radiation detector, for one of the first functional element 109 be emitted or absorbed radiation permeable. For example, the carrier substrate 101 be a transparent film substrate. Thus, the carrier substrate 101 For example, in the visible completely transparent materials such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate and / or polycarbonate or consist of at least one of these materials.

Das einstückige Trägersubstrat 101 kann beispielsweise ein Foliensubstrat mit einem minimalen Biegeradius von kleiner 200 μm, kleiner 500 μm oder kleiner 1 mm sein. Als Biegeradius soll in der vorliegenden Anmeldung ein an einer Außenseite liegender Radius eines Biegeteils nach dem Biegen verstanden werden. Bei Ausführungsbeispielen kann ein minimaler Biegeradius daher minimal einer Dicke des Trägersubstrats entsprechen. Der minimale Biegeradius bezeichnet dabei den Biegeradius des Biegeteils bis zu dem eine Rissbildung und Querschnittsveränderung des Biegeteils in der Biegezone nicht (oder nur insignifikant gering) auftrittThe one-piece carrier substrate 101 For example, a foil substrate with a minimum bending radius of less than 200 μm, less than 500 μm or less than 1 mm may be used. The bending radius to be understood in the present application, a lying on an outer radius of a bent part after bending. Therefore, in embodiments, a minimum bend radius may be at least equal to a thickness of the carrier substrate. The minimum bending radius refers to the bending radius of the bent part up to which cracking and cross-sectional change of the bent part in the bending zone does not occur (or only insignificantly low)

Das einstückige Trägersubstrat 101 kann beispielsweise mindestens ein Polymermaterial aufweisen. Beispiele für solche Polymermaterialien sind: Polyimid, Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Cycloolefin Copolymer, Polyetheretherketon oder Polyamid.The one-piece carrier substrate 101 may for example comprise at least one polymer material. Examples of such polymer materials are: polyimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polystyrene, cycloolefin copolymer, polyetheretherketone or polyamide.

Die Kanalstruktur 113 kann beispielsweise mindestens ein Polymermaterial aufweisen. Beispiele für solche Polymermaterialien sind: Polyimid, Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Cycloolefin Copolymer, Polyetheretherketon oder Polyamid.The channel structure 113 may for example comprise at least one polymer material. Examples of such polymer materials are: polyimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polystyrene, cycloolefin copolymer, polyetheretherketone or polyamide.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann der dritte Trägersubstratabschnitt 127 eine höhere Flexibilität als der erste Trägersubstratabschnitt 123 und der zweite Trägersubstratabschnitt 125 aufweisen.According to some embodiments, the third carrier substrate portion 127 a higher flexibility than the first carrier substrate portion 123 and the second carrier substrate portion 125 exhibit.

So kann beispielsweise ein minimaler Biegeradius des dritten Trägersubstratabschnitts 127 um einen vorbestimmten Faktor kleiner sein als ein minimaler Biegeradius des ersten Trägersubstratabschnitts 123 und/oder des zweiten Trägersubstratabschnitts 125. Der vorbestimmte Faktor kann beispielsweise größer gleich 2, 5, 10 oder sogar gleich 20 sein.For example, a minimum bending radius of the third carrier substrate portion 127 be smaller by a predetermined factor than a minimum bending radius of the first carrier substrate portion 123 and / or the second carrier substrate portion 125 , The predetermined factor may, for example, be greater than or equal to 2, 5, 10 or even 20.

Um die erhöhte Flexibilität des dritten Trägersubstratabschnitt 127 zu erreichen kann der dritte Trägersubstratabschnitt 127 beispielsweise eine geringere Dicke als der erste Trägersubstratabschnitt 123 und/oder der zweite Trägersubstratabschnitt 125 aufweisen. So kann beispielsweise bei der Herstellung des Mikrofluidikmoduls 100 in dem Bereich des dritten Trägersubstratabschnitts 127 weniger Material aufgetragen werden als in dem Bereich des ersten Trägersubstratabschnitts 123 und/oder in dem Bereich des zweiten Trägersubstratabschnitts 125. Weiterhin kann aber auch der dritte Trägersubstratabschnitt 127 nachträglich strukturiert werden, beispielsweise durch Laserschneiden, Stanzen oder Fräsen. Weiterhin kann auch das komplette Trägersubstrat 101 mittels Spritzguss hergestellt werden, wobei die Spritzgussform derart ausgestaltet ist, dass der dritte Trägersubstratabschnitt 127 eine geringere Dicke als der erste Trägersubstratabschnitt 123 und/oder der zweite Trägersubstratabschnitt 125 aufweist. Da das Trägersubstrat 101 einstückig ausgebildet ist, kann ein verwendetes Material für den ersten Trägersubstratabschnitt 123, den zweiten Trägersubstratabschnitt 125 und den dritten Trägersubstratabschnitt 127 identisch gewählt werden, und diese drei Trägersubstratabschnitte 123, 125, 127 können bei der Herstellung des Mikrofluidikmoduls 100 zeitgleich hergestellt werden.To the increased flexibility of the third carrier substrate section 127 can reach the third carrier substrate section 127 for example, a smaller thickness than the first carrier substrate portion 123 and / or the second carrier substrate portion 125 exhibit. For example, in the manufacture of the microfluidic module 100 in the region of the third carrier substrate portion 127 less material is applied than in the region of the first carrier substrate portion 123 and / or in the region of the second carrier substrate portion 125 , Furthermore, however, the third carrier substrate section can also be used 127 be subsequently structured, for example by laser cutting, punching or milling. Furthermore, also the complete carrier substrate 101 be manufactured by injection molding, wherein the injection mold is configured such that the third carrier substrate portion 127 a smaller thickness than the first carrier substrate portion 123 and / or the second carrier substrate portion 125 having. As the carrier substrate 101 is integrally formed, a material used for the first carrier substrate portion 123 , the second carrier substrate portion 125 and the third carrier substrate portion 127 be selected identically, and these three carrier substrate sections 123 . 125 . 127 can in the production of the microfluidic module 100 be produced at the same time.

Einstückig soll im Zusammenhang der vorliegenden Anmeldung bedeuten, dass die Trägersubstratabschnitte 123, 125, 127 des Trägersubstrats 101 fest miteinander verbunden sind (beispielsweise sind die Trägersubstratabschnitte 123, 125, 127 Bestandteile einer durchgehenden Materialschicht des Trägersubstrats 101) und direkt aneinander (beispielsweise ohne ein Zwischenmaterial) angrenzen. Das einstückige Trägersubstrat 101 kann daher aus einem kontinuierlichen oder zusammenhängenden Trägersubstratmaterial bestehen bzw. dieses aufweisen.Integral in the context of the present application is intended to mean that the carrier substrate sections 123 . 125 . 127 of the carrier substrate 101 are firmly connected to each other (for example, the carrier substrate sections 123 . 125 . 127 Components of a continuous material layer of the carrier substrate 101 ) and directly adjacent to each other (for example, without an intermediate material). The one-piece carrier substrate 101 may therefore consist of or comprise a continuous or continuous carrier substrate material.

Es sei erwähnt, dass obwohl das Trägersubstrat 101, im Sinne der festen Verbindung der Trägersubstratabschnitte 123, 125, 127 einstückig, ist, es auch mehrere, beispielsweise übereinander abgeformte, Folienschichten aufweisen kann. Weiterhin kann auch eine Materialdicke des Trägersubstrats 101 verschieden in den Trägersubstratabschnitten 123, 125, 127 des Trägersubstrats 101 sein. So kann beispielsweise nur ein Teil der Folienschichten des Trägersubstrats 101 durchgängig entlang der Trägersubstratabschnitte 123, 125, 127 ausgebildet sein, während ein anderer Teil der Folienschichten des Trägersubstrats 101 entlang einem Trägersubstratabschnitt (beispielsweise entlang dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 oder entlang dem zweiten Trägersubstratabschnitt 125) des Trägersubstrats 101 ausgebildet ist.It should be noted that although the carrier substrate 101 , in the sense of the fixed connection of the carrier substrate sections 123 . 125 . 127 is one piece, it can also have several, for example, one above the other molded film layers. Furthermore, a material thickness of the carrier substrate can also be used 101 different in the carrier substrate sections 123 . 125 . 127 of the carrier substrate 101 be. For example, only part of the film layers of the carrier substrate 101 continuously along the carrier substrate sections 123 . 125 . 127 be formed while another part of the film layers of the carrier substrate 101 along a carrier substrate portion (eg, along the first carrier substrate portion 123 or along the second carrier substrate portion 125 ) of the carrier substrate 101 is trained.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das erste Funktionselement 109 der Sensoranordnung 107 auch in dem Trägersubstrat 101 verkapselt sein, so dass der erste Oberflächenbereich 111 einen Bearbeitungsoberflächenbereich des Trägersubstrats 101 bildet, welcher beispielsweise bei einer Herstellung des Mikrofluidikmoduls 100 freilag, und auf den das erste Funktionselement 109 hergestellt wurde und welcher in einem weiteren Schritt, beispielsweise durch eine zusätzliche Materialschicht des Trägersubstrats 101 bedeckt wurde. Mit anderen Worten, kann die Sensoranordnung 107 auch in dem Trägersubstrat 101 angeordnet sein. Anschlusskontakte der Sensoranordnung 107 können, beispielsweise über Leitungen oder Leiterbahnen, aus dem Trägersubstrat 101 nach außen an eine äußere Substratoberfläche oder Seitenbereiche des Mikrofluidikmoduls 300 geführt sein.According to further embodiments, the first functional element 109 the sensor arrangement 107 also in the carrier substrate 101 be encapsulated, leaving the first surface area 111 a machining surface area of the supporting substrate 101 which forms, for example, in a production of the microfluidic module 100 freilag, and on which the first functional element 109 was prepared and which in a further step, for example by an additional material layer of the carrier substrate 101 was covered. In other words, the sensor arrangement 107 also in the carrier substrate 101 be arranged. Connection contacts of the sensor arrangement 107 can, for example via lines or printed conductors, from the carrier substrate 101 outwardly to an outer substrate surface or side regions of the microfluidic module 300 be guided.

Im Folgenden werden anhand der 2a2c weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert, welche sich durch verschiedene Sensoranordnungen voneinander und von dem in 1 gezeigten Mikrofluidikmodul 100 unterscheiden:
2a zeigt eine Querschnittsansicht eines Mikrofluidikmoduls 200a gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Mikrofluidikmodul 200a unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Mikrofluidikmodul 100 dadurch, dass es eine Sensoranordnung 207a aufweist, welche ein erstes Funktionselement 209a und ein zweites Funktionselement 210a aufweist. Das erste Funktionselement 209a der Sensoranordnung 207a ist an dem ersten Oberflächenbereich 111 des Trägersubstrats 101 angeordnet und das zweite Funktionselement 210a der Sensoranordnung 207a ist an dem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 angeordnet. In dem in 2a exemplarisch gezeigten Beispiel bilden, wie auch schon in dem in 1 exemplarisch gezeigten Beispiel, die beiden Oberflächenbereiche 111, 115 Abschnitte der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101. Das erste Funktionselement 209a der Sensoranordnung 207a und das zweite Funktionselement 210a der Sensoranordnung 207a sind daher auf der zweiten Hauptoberfläche 115 des Trägersubstrats 101 angeordnet. Das Trägersubstrat 101 bildet daher ein Substrat für das erste Funktionselement 209a und das zweite Funktionselement 210a. Wie aus 2a ersichtlich, sind die beiden Funktionselemente 209a, 210a gegenüberliegend zueinander angeordnet, so dass der Kanalbereich 117 sich zwischen den beiden Funktionselementen 209, 210a befindet.
The following are based on the 2a - 2c Further embodiments of the present invention will be explained, which differ from each other by different sensor arrangements and from the in 1 shown microfluidic module 100 distinguished:
2a shows a cross-sectional view of a microfluidic module 200a according to another embodiment of the present invention. The microfluidic module 200a is different from the one in 1 shown microfluidic module 100 in that there is a sensor array 207a which has a first functional element 209a and a second functional element 210a having. The first functional element 209a the sensor arrangement 207a is at the first surface area 111 of the carrier substrate 101 arranged and the second functional element 210a the sensor arrangement 207a is at the second surface area 115 of the carrier substrate 101 arranged. In the in 2a exemplarily shown form, as already in the in 1 shown by way of example, the two surface areas 111 . 115 Sections of the second main surface 105 of the carrier substrate 101 , The first functional element 209a the sensor arrangement 207a and the second functional element 210a the sensor arrangement 207a are therefore on the second main surface 115 of the carrier substrate 101 arranged. The carrier substrate 101 therefore forms a substrate for the first functional element 209a and the second functional element 210a , How out 2a can be seen, the two functional elements 209a . 210a arranged opposite each other so that the channel area 117 yourself between the two functional elements 209 . 210a located.

Das erste Funktionselement 209a kann beispielsweise eine Strahlungsquelle 209a sein und das zweite Funktionselement 210a kann beispielsweise ein Strahlungsdetektor 210a sein. Eine strahlungsemittierende Oberfläche 212a der Strahlungsquelle 209a ist dem Kanalbereich 117 zugewandt. Weiterhin ist eine strahlungsempfindliche Oberfläche 214a des Strahlungsdetektors 210a dem Kanalbereich 117 zugewandt. Die strahlungsemittierende Oberfläche 212a der Strahlungsquelle 209a ist damit gegenüberliegend zu der strahlungsempfindlichen Oberfläche 214a des Strahlungsdetektors 210a angeordnet. Eine von der Strahlungsquelle 209a, bzw. von der strahlungsemittierenden Oberfläche 212a der Strahlungsquelle 209a, emittierte Strahlung kann daher den Kanalbereich 117 durchqueren, um auf die strahlungsempfindliche Oberfläche 214a des Strahlungsdetektors 210a zu treffen. Das Durchsenden der Strahlung durch den Kanalbereich 117 erlaubt eine Analyse eines sich in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluids. So kann die Sensoranordnung 207a beispielsweise zur Analyse von Lumineszenzemission, wie beispielsweise Fluoreszenzemission oder Phosphoreszenzemission, Lichtstreuung, Brechung, Absorption, Chemilumineszenzemission, Transmission (die in 2a gezeigt Anordnung der Sensoranordnung 207a ist vor allem zur Messung von Transmission geeignet) genutzt werden.The first functional element 209a For example, a radiation source 209a be and the second functional element 210a For example, a radiation detector 210a be. A radiation-emitting surface 212a the radiation source 209a is the channel area 117 facing. Furthermore, a radiation-sensitive surface 214a of the radiation detector 210a the channel area 117 facing. The radiation-emitting surface 212a the radiation source 209a is thus opposite to the radiation-sensitive surface 214a of the radiation detector 210a arranged. One from the radiation source 209a , or from the radiation-emitting surface 212a the radiation source 209a , emitted radiation may therefore be the channel region 117 traverse to the radiation-sensitive surface 214a of the radiation detector 210a hold true. The transmission of the radiation through the channel area 117 allows an analysis of one in the channel area 117 located fluid. So can the sensor arrangement 207a For example, for the analysis of luminescence emission, such as fluorescence emission or phosphorescence emission, light scattering, refraction, Absorption, chemiluminescence emission, transmission (which in 2a shown arrangement of the sensor arrangement 207a is especially suitable for measuring transmission).

Unter Fluoreszenzemission wird die kurzzeitige, spontane Emission von Licht beim Übergang eines angeregten Systems (beispielweise Atome oder Moleküle des in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluids) in einen Zustand niedrigerer Energie verstanden. Die Atome oder Moleküle des in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluids können beispielsweise durch, von der Strahlungsquelle 209a emittierter Strahlung angeregt werden.Under fluorescent emission, the short-term, spontaneous emission of light in the transition of an excited system (for example, atoms or molecules in the channel region 117 located fluid) in a state of lower energy. The atoms or molecules of the in the channel area 117 located fluid can, for example, by, from the radiation source 209a emitted radiation are excited.

Unter Lichtstreuung wird die Ablenkung von Licht (beispielsweise von Strahlungsquelle 209a emittiert) durch Wechselwirkung mit einem lokalen anderen Objekt (beispielsweise das in dem Kanalbereich 117 befindliche Fluid oder eines seiner Komponenten) verstanden.Under light scattering is the deflection of light (for example, from radiation source 209a emitted) by interaction with a local other object (for example, in the channel region 117 fluid or one of its components) understood.

Unter Brechung wird die Richtungsänderung einer Welle (beispielsweise der durch die Strahlungsquelle 209a emittierten Strahlung) durch veränderte Geschwindigkeit in verschiedenen Medien (beispielsweise in dem im Kanalbereich 117 befindlichen Fluid) verstandenBy refraction, the change of direction of a wave (for example, that of the radiation source 209a emitted radiation) by changing speed in different media (for example, in the channel area 117 understood fluid) understood

Das Trägersubstrat 101 kann, zumindest in dem Bereich der strahlungsemittierenden Oberfläche 212a der Strahlungsquelle 209a und in dem Bereich der strahlungsempfindlichen Oberfläche 214a des Strahlungsdetektors 210a, für die von der Strahlungsquelle 209a emittierte Strahlung strahlungsdurchlässig sein, derart, dass die von der Strahlungsquelle 209a emittierte Strahlung (zumindest teilweise) zuerst das Trägersubstrat 101 durchdringt, dann den Kanalbereich 117 und damit ein in dem Kanalbereich 117 befindliches Fluid durchquert, und dann erneut das Trägersubstrat 101 durchquert, um auf die strahlungsempfindliche Oberfläche 214a des Strahlungsdetektors 210a zu treffen.The carrier substrate 101 can, at least in the area of the radiation-emitting surface 212a the radiation source 209a and in the region of the radiation-sensitive surface 214a of the radiation detector 210a for which from the radiation source 209a be emitted radiation, such that the radiation from the source 209a emitted radiation (at least partially) first the carrier substrate 101 penetrates, then the channel area 117 and thus one in the channel area 117 traverses fluid, and then again the carrier substrate 101 traverses to the radiation-sensitive surface 214a of the radiation detector 210a hold true.

Die Strahlungsquelle 209a kann beispielsweise eine Lichtquelle sein, welche ausgebildet ist, um Strahlung, beispielsweise in einem Wellenlängenbereich von Infrarotlicht bis Ultraviolettlicht (beispielsweise in einem Wellelängebereich von 380 nm bis 800 nm), auszusenden. Der Strahlungsdetektor 210a kann beispielsweise ein Photodetektor (bzw. Bilddetektor), beispielsweise in Form eines Bildsensors, beispielsweise ein CMOS-Bildsensor (CMOS-Complementary-Metal-Oxid-Semiconductor, komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter) oder ein CCD Bildsensor (CCD-Charge-Coupled-Device, ladungsgekoppeltes Bauteil) oder in Form einer oder mehrerer strahlungsempfindlicher Transistoren oder Dioden sein, welcher ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von auf die strahlungsempfindliche Oberfläche 214a des Photodetektors auftreffender Strahlung einen oder mehrere Photoströme zu generieren und variieren. So können beispielsweise bei gleich bleibender Lichtleistung der Lichtquelle (also der Strahlungsquelle 209a) unterschiedlich gefärbte Fluide oder Flüssigkeiten im Kanalbereich 117 über daraus resultierende unterschiedliche Photoströme im Photodetektor (bzw. im Strahlungsdetektor 210a) nachgewiesen werden.The radiation source 209a For example, it may be a light source which is designed to emit radiation, for example in a wavelength range from infrared light to ultraviolet light (for example in a wavelength range from 380 nm to 800 nm). The radiation detector 210a For example, a photodetector (or image detector), for example in the form of an image sensor, for example a CMOS image sensor (CMOS complementary metal oxide semiconductor, complementary metal oxide semiconductor) or a CCD image sensor (CCD charge-coupled Device, charge-coupled device) or in the form of one or more radiation-sensitive transistors or diodes, which is designed to be dependent on the radiation-sensitive surface 214a The photodetector incident radiation to generate one or more photocurrents and vary. Thus, for example, with constant light output of the light source (ie the radiation source 209a ) differently colored fluids or liquids in the channel area 117 via resulting different photocurrents in the photodetector (or in the radiation detector 210a ) be detected.

Die Lichtquelle (bzw. die Strahlungsquelle 209a) und der Lichtdetektor (bzw. der Strahlungsdetektor 210a) können bei der Herstellung auf dem gemeinsamen Trägersubstrat 101 hergestellt werden, und insbesondere von ein und derselben Seite prozessiert werden, obwohl sie, wie in 2a gezeigt, in dem fertigen Mikrofluidikmodul 200a gegenüberliegend zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten bildet das Trägersubstrat 101 ein gemeinsames Substrat für die Lichtquelle, also die Strahlungsquelle 209a und den Lichtdetektor, also den Strahlungsdetektor 210a.The light source (or the radiation source 209a ) and the light detector (or the radiation detector 210a ) may be produced on the common carrier substrate during manufacture 101 and, in particular, from one and the same side, although they are, as in 2a shown in the finished microfluidic module 200a are arranged opposite to each other. In other words, the carrier substrate forms 101 a common substrate for the light source, so the radiation source 209a and the light detector, so the radiation detector 210a ,

Die Lichtquelle kann beispielsweise eine organische lichtemittierende Diode sein oder ein Elektrolumineszenzbauteil sein, welches vollständig durch Siebdruck herstellbar ist. Weiterhin kann der Lichtdetektor ein Halbleiterbauelement sein, welches eine halbleitende Schicht aufweist. Eine Oberfläche der halbleitenden Schicht des Halbleiterbauelements bildet dabei die strahlungsempfindliche Oberfläche 214a des Lichtdetektors derart, dass ein Photostrom zwischen einem Ausgangsanschluss und einem Eingangsanschluss des Halbleiterbauelements in Abhängigkeit von auf die halbleitende Schicht des Halbleiterbauelements auftreffender Strahlung variabel ist. Der Lichtdetektor kann beispielsweise ein organischer Transistor, aber auch eine organische Photodiode sein. Die halbleitende Schicht des Halbleiterbauelements kann beispielsweise als Halbleitermaterial ein organisches halbleitendes Material aufweisen, wie beispielsweise Pentacene.The light source can be, for example, an organic light-emitting diode or an electroluminescent component which can be produced completely by screen printing. Furthermore, the light detector may be a semiconductor device having a semiconductive layer. A surface of the semiconductive layer of the semiconductor component forms the radiation-sensitive surface 214a in such a way that a photocurrent is variable between an output terminal and an input terminal of the semiconductor component as a function of radiation incident on the semiconductive layer of the semiconductor component. The light detector may be, for example, an organic transistor, but also an organic photodiode. The semiconducting layer of the semiconductor component may comprise, for example as semiconductor material, an organic semiconducting material, such as, for example, pentacenes.

Organische Halbleiterelemente haben den Vorteil, dass Sie zu günstigeren Kosten als Silizium basierte Halbleiterelemente großflächig hergestellt werden können und damit kostengünstig an die typischen Abmessungen mikrofluidischer Kanäle (beispielsweise mit Kanalbreiten im Bereich 0.1–10 mm) angepasst werden können.Organic semiconductor elements have the advantage that they can be manufactured over a large area at lower cost than silicon-based semiconductor elements and can therefore be adapted cost-effectively to the typical dimensions of microfluidic channels (for example with channel widths in the range 0.1-10 mm).

2b zeigt eine Querschnittsansicht eines Mikrofluidikmoduls 200b gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Mikrofluidikmodul 200b unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Mikrofluidikmodul 100 dadurch, dass eine Sensoranordnung 207b des Mikrofluidikmoduls 200b ein erstes Funktionselement 209b und ein zweites Funktionselement 210b aufweist. Das erste Funktionselement 209b sowie das zweite Funktionselement 210b der Sensoranordnung 207b sind an dem ersten Oberflächenbereich 111 des Trägersubstrats 101 angeordnet. 2 B shows a cross-sectional view of a microfluidic module 200b according to another embodiment of the present invention. The microfluidic module 200b is different from the one in 1 shown microfluidic module 100 in that a sensor arrangement 207b of the microfluidic module 200b a first functional element 209b and a second functional element 210b having. The first functional element 209b as well as the second functional element 210b the sensor arrangement 207b are at the first surface area 111 of the carrier substrate 101 arranged.

Das erste Funktionselement 209b kann beispielsweise eine Strahlungsquelle 209b mit einer strahlungsemittierenden Oberfläche 212b sein. Die Strahlungsquelle 209b kann ähnlich oder identisch der im Vorherigen beschriebenen Strahlungsquelle 209a sein. Weiterhin kann das zweite Funktionselement 210b ein Strahlungsdetektor 210b mit einer strahlungsempfindlichen Oberfläche 214b sein. Der Strahlungsdetektor 210b kann ähnlich oder identisch dem in 2a beschriebenen Strahlungsdetektor 210a sein. Sowohl die strahlungsemittierende Oberfläche 212b der Strahlungsquelle 209b als auch die strahlungsempfindliche Oberfläche 214b des Strahlungsdetektors 210b sind dem Kanalbereich 117 zugewandt. Es sei erwähnt, dass die Anordnung der Funktionselemente 209b, 210b der Sensoranordnung 207b sich von der Anordnung der Funktionselemente 209a, 210a der Sensoranordnung 207a, wie sie anhand von 2a beschrieben wurde, dadurch unterscheidet, dass die beiden Funktionselemente 209b, 210b der Sensoranordnung 207b nicht gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, sondern in demselben gemeinsamen ersten Oberflächenbereich 111 des Trägersubstrats 101 nebeneinander angeordnet sind. Die Strahlungsquelle 209b und der Strahlungsdetektor 210b sind derart angeordnet, dass eine von der Strahlungsquelle 209b emittierte Strahlung, welche von einem in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluid zumindest teilweise reflektiert oder gestreut oder im Kanal emittiert wird, auf die strahlungsempfindliche Oberfläche 214b des Strahlungsdetektors 210b trifft. Mit anderen Worten unterscheidet sich das Konzept des Mikrofluidikmoduls 200b von dem Konzept des Mikrofluidikmoduls 200a dadurch, dass nicht die Strahlung detektiert wird, welche den Kanalbereich 117 komplett durchquert, sondern nur die von dem Fluid reflektierte oder gestreute oder emittierte Strahlung von dem Strahlungsdetektor 210b detektiert wird. Dies ermöglicht gegenüber dem in 2a gezeigten Konzept weitere Analysemöglichkeiten der in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluide. Die Strahlungsquelle 209b kann beispielsweise als eine Lichtquelle ausgebildet sein, wie sie bereits im Vorhergehenden in Verbindung mit dem Mikrofluidikmodul 200a beschrieben wurde, und der Strahlungsdetektor 210b kann beispielsweise als ein Lichtdetektor ausgebildet sein, wie er bereits im Vorherigen anhand des Mikrofluidikmoduls 200a beschrieben wurde. Auf eine erneute Beschreibung dieser Lichtquelle und dieses Lichtdetektors wird daher verzichtet.The first functional element 209b For example, a radiation source 209b with a radiation-emitting surface 212b be. The radiation source 209b may be similar or identical to the radiation source described above 209a be. Furthermore, the second functional element 210b a radiation detector 210b with a radiation-sensitive surface 214b be. The radiation detector 210b may be similar or identical to the one in 2a described radiation detector 210a be. Both the radiation-emitting surface 212b the radiation source 209b as well as the radiation-sensitive surface 214b of the radiation detector 210b are the channel area 117 facing. It should be noted that the arrangement of the functional elements 209b . 210b the sensor arrangement 207b itself from the arrangement of the functional elements 209a . 210a the sensor arrangement 207a as they are based on 2a has been described, thereby distinguishing that the two functional elements 209b . 210b the sensor arrangement 207b are not arranged opposite to each other, but in the same common first surface area 111 of the carrier substrate 101 are arranged side by side. The radiation source 209b and the radiation detector 210b are arranged such that one of the radiation source 209b emitted radiation from one in the channel region 117 located fluid is at least partially reflected or scattered or emitted in the channel, on the radiation-sensitive surface 214b of the radiation detector 210b meets. In other words, the concept of the microfluidic module differs 200b from the concept of the microfluidic module 200a in that the radiation which does not detect the channel region is detected 117 completely but only the radiation reflected or scattered or emitted by the fluid from the radiation detector 210b is detected. This allows opposite to in 2a shown concept further analysis options in the channel area 117 located fluids. The radiation source 209b For example, it may be formed as a light source, as previously described in connection with the microfluidic module 200a has been described, and the radiation detector 210b For example, it can be designed as a light detector, as it has already been described above with reference to the microfluidic module 200a has been described. A re-description of this light source and this light detector is therefore omitted.

Natürlich ist auch eine Kombination des in 2a gezeigten Konzepts und des in 2b gezeigten Konzepts möglich, dazu kann beispielsweise ein weiterer optionaler Strahlungsdetektor 230 mit einer strahlungsempfindlichen Oberfläche 232 an dem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 angeordnet sein, um sowohl das Transmissionsverhalten als auch das Reflektionsverhalten als auch Fluoreszenz von in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluiden analysieren zu können. Durch die Analyse sowohl des Transmissions- als auch des Reflektionsverhaltens der in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluide lässt sich eine detailliertere Aussage über die in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluide treffen.Of course, a combination of in 2a shown concept and the in 2 B For example, another optional radiation detector can be used 230 with a radiation-sensitive surface 232 at the second surface area 115 of the carrier substrate 101 be arranged to both the transmission behavior and the reflection behavior and fluorescence in the channel region 117 be able to analyze existing fluids. By analyzing both the transmission and reflection behaviors of the channel region 117 located fluids can be a more detailed statement about the in the channel area 117 meet located fluids.

2c zeigt eine Querschnittsansicht eines Mikrofluidikmoduls 200c gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Mikrofluidikmodul 200c erweitert das in 2b gezeigte Mikrofluidikmodul 200b dahin gehend, dass eine Sensoranordnung 207c des Mikrofluidikmoduls 200c zusätzlich zu dem ersten Funktionselement 209b und dem zweiten Funktionselement 210b ein drittes Funktionselement 216 aufweist, welches an dem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 angeordnet ist. Das dritte Funktionselement 216 kann beispielsweise ein Reflektionselement 216 sein, welches ausgebildet ist, um von der Strahlungsquelle 209b emittierte Strahlung zu reflektieren, so dass diese auf die strahlungsempfindliche Oberfläche 214b des Strahlungsdetektors 210b trifft. Das Reflektionselement 216 kann dazu eine reflektierende Oberfläche 218 aufweisen, welche dem Kanalbereich 117 zugewandt ist. Von der Strahlungsquelle 209b emittierte Strahlung durchquert daher den Kanalbereich 117 und ein sich in dem Kanalbereich 117 befindliches Fluid, um auf die reflektierende Oberfläche 218 des Reflektionselements 216 zu treffen. Die emittierte Strahlung wird an der reflektierenden Oberfläche 218 des Reflektionselements 216 zumindest teilweise reflektiert, um den Kanalbereich und das in dem Kanalbereich befindliche Fluid erneut zu durchqueren, um auf die strahlungsempfindliche Oberfläche 214b des Strahlendetektors 210b zu treffen. Mit anderen Worten, durchquert, bei dem in 2c gezeigten Konzept, zumindest der von der reflektierenden Oberfläche 218 des Reflektionselements 216 reflektierte Teil, der von der Strahlungsquelle 209b emittierten Strahlung, den Kanalbereich 117 (und damit ein in dem Kanalbereich 117 befindliches Fluid) zweimal, bevor er auf die strahlungsempfindliche Oberfläche 214b des Strahlendetektors 210b trifft. Zusätzlich kann auch, wie bei dem in 2b gezeigten Konzept, ein Teil der Strahlung erfasst werden, welcher bereits von dem in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluid reflektiert wird. 2c shows a cross-sectional view of a microfluidic module 200c according to another embodiment of the present invention. The microfluidic module 200c extends that into 2 B shown microfluidic module 200b Going to that a sensor arrangement 207c of the microfluidic module 200c in addition to the first functional element 209b and the second functional element 210b a third functional element 216 which is at the second surface area 115 of the carrier substrate 101 is arranged. The third functional element 216 For example, a reflection element 216 which is adapted to be from the radiation source 209b to reflect emitted radiation, so that this on the radiation-sensitive surface 214b of the radiation detector 210b meets. The reflection element 216 can do this with a reflective surface 218 which are the channel area 117 is facing. From the radiation source 209b emitted radiation therefore traverses the channel region 117 and in the channel area 117 fluid on the reflective surface 218 of the reflection element 216 hold true. The emitted radiation is at the reflecting surface 218 of the reflection element 216 at least partially reflected to again traverse the channel region and the fluid in the channel region to access the radiation-sensitive surface 214b of the radiation detector 210b hold true. In other words, crosses, where in 2c shown concept, at least that of the reflective surface 218 of the reflection element 216 reflected part of the radiation source 209b emitted radiation, the channel area 117 (and thus one in the channel area 117 fluid) twice before it hits the radiation-sensitive surface 214b of the radiation detector 210b meets. In addition, as with the in 2 B shown concept, a part of the radiation are already detected by that in the channel area 117 fluid is reflected.

Das Reflexionselement 216 kann einfach realisiert werden, beispielsweise durch eine Metallisierungsschicht, welche bei einer Herstellung einfach auf die zweite Hauptoberfläche des Trägersubstrats 101 aufgedampft werden kann und die reflektierende Oberfläche 218 des Reflexionselements 216 bildet.The reflection element 216 can be easily realized, for example, by a metallization layer, which in a production on the second main surface of the carrier substrate 101 can be evaporated and the reflective surface 218 of the reflection element 216 forms.

Im Folgenden werden verschiedene weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung anhand eines detaillierten Ausführungsbeispiels erläutert. Die im Vorherigen anhand der 1 sowie 2a2c beschriebenen Ausführungsbeispiele können zumindest um einen Teil der, im Folgenden anhand des detaillierten Ausführungsbeispiels beschriebenen, Merkmale erweitert werden. In the following, various further embodiments of embodiments of the present invention will be explained with reference to a detailed embodiment. The in the past by means of 1 such as 2a - 2c described embodiments can be extended at least to a part of, described below with reference to the detailed embodiment, features.

3 zeigt ein Mikrofluidikmodul 300 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das in 3 gezeigte Mikrofluidikmodul 300 unterscheidet sich von dem in 2a gezeigten Mikrofluidikmodul 200a dadurch, dass eine Kanalstruktur des Mikrofluidikmoduls 300 ein erstes Kanalstrukturelement 313a und ein zweites Kanalstrukturelement 313b aufweist. Eine Kanalstruktur kann allgemein auch als Fluidiksubstrat bezeichnet werden. Als Fluidiksubstrat können beispielsweise die eingangs erwähnten Folienstapel verwendet werden, welche bereits eine Adhäsivschicht aufweisen. Die Kanalstrukturelemente 313a, 313b sind so angeordnet, dass der Kanalbereich 117 zwischen einer ersten Seitenoberfläche 320a des ersten Kanalstrukturelements 313a und einer gegenüberliegenden ersten Seitenoberfläche 320b des zweiten Kanalstrukturelements 313b und zwischen dem ersten Oberflächenbereich 111 des Trägersubstrats 101 und dem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 ausgebildet ist. Die beiden Kanalstrukturelemente 313a, 313b begrenzen damit den Kanalbereich 117 seitlich. 3 shows a microfluidic module 300 according to another embodiment of the present invention. This in 3 shown microfluidic module 300 is different from the one in 2a shown microfluidic module 200a in that a channel structure of the microfluidic module 300 a first channel structure element 313a and a second channel structure element 313b having. A channel structure may also be generally referred to as a fluidic substrate. As a fluidic substrate, for example, the initially mentioned film stacks can be used which already have an adhesive layer. The channel structure elements 313a . 313b are arranged so that the channel area 117 between a first side surface 320a the first channel structure element 313a and an opposite first side surface 320b of the second channel structure element 313b and between the first surface area 111 of the carrier substrate 101 and the second surface area 115 of the carrier substrate 101 is trained. The two channel structure elements 313a . 313b thus limit the channel area 117 laterally.

Der Kanalbereich 117 kann allgemein auch als Kanal 117 bezeichnet werden.The channel area 117 can also be used as a channel 117 be designated.

Mit anderen Worten wird der Kanalbereich 117 durch die Seitenoberflächen 320a, 320b der Kanalstrukturelemente 313a, 313b sowie durch das Trägersubstrat 101 (genauer durch die erste Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101) begrenzt. Eine erste Hauptoberfläche 329a sowie eine gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 321a des ersten Kanalstrukturelements 313a sowie eine erste Hauptoberfläche 329b und eine gegenüberliegende Hauptoberfläche 321b des zweiten Kanalstrukturelements 313b sind jeweils mittels einer Haftvermittlerschicht mit der ersten Hauptoberfläche 103 der Kanalstruktur 101 verbunden. Die Hauptoberflächen 329a, 329b, 321a, 321b der Kanalstrukturelemente 313a, 313b können beispielsweise mittels einer Klebung mit der ersten Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 verbunden sein.In other words, the channel area becomes 117 through the side surfaces 320a . 320b the channel structure elements 313a . 313b as well as through the carrier substrate 101 (more precisely through the first main surface 103 of the carrier substrate 101 ) limited. A first main surface 329a and an opposite second major surface 321a the first channel structure element 313a as well as a first main surface 329b and an opposite major surface 321b of the second channel structure element 313b are each by means of a primer layer with the first major surface 103 the channel structure 101 connected. The main surfaces 329a . 329b . 321a . 321b the channel structure elements 313a . 313b For example, by means of a bond with the first main surface 103 of the carrier substrate 101 be connected.

So weist die Kanalstruktur des Mikrofluidikmoduls 300d beispielweise die zwei durch den Kanalbereich 117 voneinander getrennte Kanalstrukturelemente 313a, 313b auf, wobei die beiden Kanalstrukturelemente 313a, 313b so angeordnet sind, dass der Kanalbereich 117 zwischen der ersten Seitenoberfläche 320a des ersten Kanalstrukturelements 313a und der ersten Seitenoberfläche 320b des zweiten Kanalstrukturelements 313b und zwischen den zwei gegenüberliegenden Trägersubstratabschnitten 123, 125 ausgebildet ist. Die beiden gegenüberliegenden Trägersubstratabschnitte 123, 125 des Trägersubstrats 101 sind über den dritten Trägersubstratabschnitt 127 (also über einen Verbindungsabschnitt) miteinander verbunden.This is shown by the channel structure of the microfluidic module 300d for example, the two through the channel area 117 separate channel structure elements 313a . 313b on, with the two channel structure elements 313a . 313b are arranged so that the channel area 117 between the first page surface 320a the first channel structure element 313a and the first page surface 320b of the second channel structure element 313b and between the two opposing carrier substrate sections 123 . 125 is trained. The two opposite carrier substrate sections 123 . 125 of the carrier substrate 101 are over the third carrier substrate portion 127 (ie via a connecting section) connected to each other.

Ein Material der Kanalstruktur des Mikrofluidikmoduls 300, also ein Material der Kanalstrukturelemente 313a, 313b kann eine geringere Flexibilität als ein Material des Trägersubstrats 101 aufweisen. Hierdurch kann eine größere Stabilität des Mikrofluidikmoduls 300 erreicht werden.A material of the channel structure of the microfluidic module 300 , So a material of the channel structure elements 313a . 313b may have less flexibility than a material of the carrier substrate 101 exhibit. This allows greater stability of the microfluidic module 300 be achieved.

Wie bei dem in 2a gezeigten Mikrofluidikmodul 200a weist auch das Mikrofluidikmodul 300 eine Sensoranordnung 307 auf, bei der ein erstes Funktionselement 309 an dem ersten Oberflächenbereich 111 des Trägersubstrats 101 angeordnet ist und ein zweites Funktionselement 310 an dem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 angeordnet ist.As with the in 2a shown microfluidic module 200a also has the microfluidic module 300 a sensor arrangement 307 on, in which a first functional element 309 at the first surface area 111 of the carrier substrate 101 is arranged and a second functional element 310 at the second surface area 115 of the carrier substrate 101 is arranged.

Des Weiteren können die Funktionselemente 309, 310 der Sensoranordnung 307 in ihrer seitlichen Ausdehnung breiter als der Kanalbereich 117 sein, derart, dass zumindest ein rechter und ein linker Randbereich der Funktionselemente 309, 310 über oder unterhalb einem Randbereich der Kanalstrukturelemente 313a, 313b angeordnet sind. Dadurch lässt sich erreichen, dass trotz einer hohen Flexibilität des Trägersubstrats 101, und trotz der zusätzlichen Anordnung der Funktionselemente 309, 310 der Sensoranordnung 307 auf oder in dem Trägersubstrat 101, das Trägersubstrats 101 an der Stelle der Funktionselemente 309, 310 nicht zusammengedrückt wird, so dass eine Geometrie der Kanalstruktur 117 erhalten bleibt und ein Abstand zwischen den beiden Funktionselementen 309, 310 der Sensoranordnung 307 konstant bleibt.Furthermore, the functional elements 309 . 310 the sensor arrangement 307 wider in its lateral extent than the channel area 117 such that at least a right and a left edge region of the functional elements 309 . 310 above or below an edge region of the channel structure elements 313a . 313b are arranged. This makes it possible to achieve that despite a high flexibility of the carrier substrate 101 , and despite the additional arrangement of the functional elements 309 . 310 the sensor arrangement 307 on or in the carrier substrate 101 , the carrier substrate 101 at the location of the functional elements 309 . 310 is not compressed, leaving a geometry of the channel structure 117 preserves and a distance between the two functional elements 309 . 310 the sensor arrangement 307 remains constant.

Weiterhin ist bei dem in 3 gezeigten Mikrofluidikmodul 300 das erste Funktionselement 309 der Sensoranordnung 307 ein Elektrolumineszenzbauteil 309, welches sich beispielsweise vollständig, mittels Siebdruckverfahren herstellen lässt. Weiterhin ist das zweite Funktionselement 310 der Sensoranordnung 307 ein organischer Feldeffekttransistor 310, welcher eine strahlungssensitive, organische, halbleitende Schicht aufweist.Furthermore, in the in 3 shown microfluidic module 300 the first functional element 309 the sensor arrangement 307 an electroluminescent device 309 , which can be produced, for example, completely, by screen printing. Furthermore, the second functional element 310 the sensor arrangement 307 an organic field effect transistor 310 which has a radiation-sensitive organic semiconducting layer.

Um eine hohe Lichtdetektionseffizienz zu erhalten, kann eine Steuerelektrode des organischen Feldeffektransistor 310 transparent sein. Dies kann durch den Einsatz von Indiumzinnoxid (ITO) als Gateelektrode (bzw. Gateelektrodenmaterial oder Steuerelektrodenmaterial) erreicht werden. Diese kann in einem Aufbau zum Trägersubstrat 101 (und damit zum Kanalbereich 117) hin orientiert werden (sogenannte bottom gate-Geometrie oder bottom gate-Aufbau, „bottom gate” – unten liegende Steuerelektrode), durch welches die zu detektierende Strahlung auf den organischen Feldeffektransistor 310 auftrifft. Mit anderen Worten, kann der organische Feldeffektransistor 310 eine transparente Steuerelektrode zwischen seiner strahlungssensitiven, organischen, halbleitenden Schicht und dem Trägersubstrat 101 aufweisen. Eine Alternative zur ITO als Material für die Gateelektrode ist ATO (Antimonzinnoxid).In order to obtain high light detection efficiency, a control electrode of the organic field effect transistor may be provided 310 be transparent. This can be achieved by using indium tin oxide (ITO) as gate electrode (or gate electrode material or Control electrode material). This can in a structure to the carrier substrate 101 (and thus to the channel area 117 ) are oriented (so-called bottom gate geometry or bottom gate structure, "bottom gate" - underlying control electrode) through which the radiation to be detected on the organic Feldeffektransistor 310 incident. In other words, the organic field effect transistor 310 a transparent control electrode between its radiation-sensitive, organic, semiconductive layer and the carrier substrate 101 exhibit. An alternative to ITO as a material for the gate electrode is ATO (antimony tin oxide).

Weiterhin kann auch bei einer Verwendung eines anderen organischen Halbleiterbauteils als zweites Funktionselement 310, wie beispielsweise einer organischen Fotodiode, eine zum Trägersubstrat 101 (und damit zum Kanalbereich 117) zugewandte Elektrode des organischen Halbleiterbauteils transparent gewählt werden.Furthermore, even when using another organic semiconductor device as a second functional element 310 , such as an organic photodiode, one to the carrier substrate 101 (and thus to the channel area 117 ) facing electrode of the organic semiconductor device can be selected transparent.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das zweite Funktionselement 310 auch ein anorganischer Transistor (beispielsweise Silizium-basiert) mit einer strahlungssensitiven anorganischen halbleitenden Schicht sein.According to further embodiments, the second functional element 310 also be an inorganic transistor (for example silicon-based) with a radiation-sensitive inorganic semiconducting layer.

Weiterhin kann das Trägersubstrat 101 des Mikrofluidikmoduls 300 ein Foliensubstrat sein. Das heißt, das Trägersubstrat 101 kann sowohl flexibel als auch transparent sein. Das Foliensubstrat kann beispielsweise mindestens ein Polymermaterial aufweisen. Beispiele für solche Polymermaterialien sind: Polyimid, Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Cycloolefin Copolymer, Polyetheretherketon oder Polyamid.Furthermore, the carrier substrate 101 of the microfluidic module 300 be a film substrate. That is, the carrier substrate 101 can be both flexible and transparent. The film substrate may, for example, comprise at least one polymer material. Examples of such polymer materials are: polyimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polystyrene, cycloolefin copolymer, polyetheretherketone or polyamide.

3 zeigt daher einen Aufbau für ein Analysesystem, das vollständig aus Plastiksubstraten bzw. Kunststoffsubstraten mit gängigen günstigen Prozessen hergestellt werden kann. Dieser Aufbau kann zu einem großen Teil durch unaufwendige und damit günstige Druck-, Flüssigauftrags- und/oder Strukturierungsprozesse hergestellt werden. 3 shows therefore a structure for an analysis system that can be made entirely from plastic substrates or plastic substrates with conventional cheap processes. This structure can be produced to a large extent by inexpensive and thus favorable printing, liquid application and / or structuring processes.

In anderen Worten zeigt 3 einen Querschnitt durch ein Beispielsystem, welches auf optischem Wege die Absorption einer Flüssigkeit in einem Fluidikkanal (in dem Kanalbereich 117) analysiert. Solche Systeme können in der medizinischen Diagnostik Anwendung finden, beispielsweise zum Nachweis von Krankheitserregern in Patientenproben (Blut, Serum, Speichel, Urin, etc.) beispielsweise mittels Bioassays, welche zu einer Farbänderung der Flüssigkeit (oder des Fluids) im Kanal (in dem Kanalbereich 117) führen.In other words shows 3 a cross-section through an example system, which optically absorbs a liquid in a fluidic channel (in the channel region 117 ) analyzed. Such systems can be used in medical diagnostics, for example for the detection of pathogens in patient samples (blood, serum, saliva, urine, etc.), for example by means of bioassays, which leads to a color change of the liquid (or the fluid) in the channel (in the channel region 117 ) to lead.

Ein Bioassay ist eine Prozedur zur Bestimmung der Konzentration, Reinheit und/oder biologischen Aktivität einer Substanz (z. B. Vitamine, Hormone, Wachstumsfaktoren, Antibiotika, Enzyme)mittels Messung ihres Effektes auf Organismen, Gewebe, Zellen, Enzyme oder andere (bio)chemische Rezeptoren.A bioassay is a procedure for determining the concentration, purity and / or biological activity of a substance (eg vitamins, hormones, growth factors, antibiotics, enzymes) by measuring its effect on organisms, tissues, cells, enzymes or other (bio) chemical receptors.

Der Kanalbereich 117 kann dazu beispielsweise eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung aufweisen, um eine geeignete Probe in den Kanalbereich 117 zu geben. Sowohl die Eingangsöffnung als auch die Ausgangsöffnung des Kanalbereichs 117 können verschließbar sein, beispielsweise mittels eines geeigneten Verschlusses. Das in 3 gezeigte Mikrofluidikmodul 300 kann daher beispielsweise als ein Mehrwegprodukt benutzt werden. Dazu kann zuerst die Eingangsöffnung des Kanalbereichs 117 geöffnet werden, um eine geeignete Probe in den Kanalbereich 117 zu geben. Diese Probe kann mittels der Sensoranordnung 307 analysiert werden und anschließend über die Ausgangsöffnung aus dem Kanalbereich 117 entfernt werden. Die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung des Kanalbereichs 117 können in dem Fall sogar identisch sein. Weiterhin kann der Kanalbereich 117 aber auch voneinander getrennte Eingangs- und Ausgangsöffnungen aufweisen, um beispielsweise eine durchlaufende Flüssigkeit durch den Kanalbereich 117 zu analysieren. Die Nutzung als Mehrwegprodukt ermöglicht die Durchführung verschiedener Tests, beispielsweise an einer Patientenprobe (wie beispielsweise Blut oder Speichel oder Urin) mit verschiedenen zugesetzten Reagenzien, beispielsweise, um die Patientenprobe auf verschiedene Krankheitserreger zu testen.The channel area 117 For example, it may have an inlet opening and an outlet opening for introducing a suitable sample into the channel area 117 to give. Both the inlet opening and the outlet opening of the channel area 117 may be closable, for example by means of a suitable closure. This in 3 shown microfluidic module 300 Therefore, for example, it can be used as a reusable product. For this purpose, first the entrance opening of the channel area 117 be opened to a suitable sample in the channel area 117 to give. This sample can be detected by means of the sensor arrangement 307 be analyzed and then via the exit port of the channel area 117 be removed. The inlet opening and the outlet opening of the channel area 117 may even be identical in this case. Furthermore, the channel area 117 but also have separate inlet and outlet openings, for example, a continuous liquid through the channel area 117 analyze. Use as a reusable product allows various assays to be performed on, for example, a patient sample (such as blood or saliva or urine) with various added reagents, for example, to test the patient sample for various pathogens.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Mikrofluidikmodul 300 aber auch als ein Einwegprodukt ausgeführt sein. Der Kanalbereich 117 kann dazu beispielsweise ein abgeschlossener Kanalbereich sein, in dem mit einem geeigneten Septum die Patientenprobe eingeführt wird. Der Kanalbereich 117 kann dazu beispielsweise bereits eine Testreagenzie aufweisen, welche sich mit der Patientenprobe vermischt, um bestimmte Analysen der Patientenprobe durchzuführen. Mit anderen Worten kann bereits bei der Herstellung des Mikrofluidikmoduls 300 eine Testreagenzie in den Kanalbereich 117 des Mikrofluidikmoduls 300 gegeben werden.According to further embodiments, the microfluidic module 300 but also be designed as a disposable product. The channel area 117 For example, this may be a closed channel region in which the patient sample is introduced with a suitable septum. The channel area 117 For example, it may already have a test reagent that mixes with the patient sample to perform certain analyzes of the patient sample. In other words, already in the production of the microfluidic module 300 a test reagent in the channel area 117 of the microfluidic module 300 are given.

Eine Analyse der in dem Kanalbereich 117 vorliegenden Probe kann beispielsweise über von außen kontaktierbare Leiterbahnen oder Kontakte der Sensoreinrichtung 307 erfolgen. Über die von außen zugänglichen Kontakte kann beispielsweise eine Versorgungsspannung für das Elektrolumineszenzbauteil 309 und den organischen Feldeffekttransistor 310 zugeführt werden, gleichzeitig kann über die nach außen geführten Kontakte ein in dem organischen Feldeffekttransistor 310 entstehender Photostrom gemessen werden. Der gemessene Photostrom bildet ein Ergebnis der Analyse des in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluids, welches mittels geeigneter Methoden ausgewertet werden kann.An analysis of the in the channel area 117 The present sample can, for example, be contacted via externally contactable printed conductors or contacts of the sensor device 307 respectively. About the externally accessible contacts, for example, a supply voltage for the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 be supplied, at the same time can be guided over the outwardly guided contacts in the organic field effect transistor 310 resulting photocurrent can be measured. The measured photocurrent forms a result of the analysis of the in the channel region 117 located fluid, which can be evaluated by suitable methods.

Weitere Anwendungsgebiete von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind zusätzlich zur medizinischen Diagnostik beispielsweise Umweltanalytik, Tiermedizin, oder Sicherheit (Security) und Forensik. Mittels leichter Abwandlungen des gezeigten Aufbaus lassen sich Systeme zur Analyse von Fluoreszenzemission, Chemilumineszenzemission, Lichtstreuung, Lichtbrechung, Transmission, Absorption realisieren.Further fields of application of exemplary embodiments of the present invention are, in addition to medical diagnostics, for example environmental analysis, veterinary medicine, or security (security) and forensics. By means of slight modifications of the construction shown, it is possible to realize systems for the analysis of fluorescence emission, chemiluminescence emission, light scattering, refraction, transmission, absorption.

So kann die Sensoranordnung 307 beispielsweise ein im Kanalbereich 117 befindliches Fluid hinsichtlich Fluoreszenz, Reflexion, Brechung, Streuung, Absorption, Einfärbung und/oder Transmissionsverhalten oder einer Teilmenge der genannten analysieren.So can the sensor arrangement 307 for example, one in the channel area 117 fluid with regard to fluorescence, reflection, refraction, scattering, absorption, coloring and / or transmission behavior or a subset of the mentioned analyze.

So kann die Sensoranordnung 307 beispielsweise zusätzlich weitere Funktionselemente an dem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 aufweisen. Beispielsweise ist eine Mehrzahl von organischen Feldeffekttransistoren oder allgemein eine Mehrzahl von Lichtdetektoren denkbar, wobei verschiedene Lichtdetektoren mit verschiedenen spektralen Filtern ausgestattet sind, um eine Einfärbung des in dem Kanalbereich 117 vorliegenden Fluids analysieren zu können. Weiterhin kann die Sensoranordnung 307 auch eine Mehrzahl von über den zweiten Oberflächenbereich 115 verteilten Lichtdetektoren aufweisen, beispielsweise um eine Brechung oder Streuung durch das in dem Kanalbereich 117 vorliegende Fluid analysieren zu können. Dazu können beispielsweise unterschiedliche Photoströme von an verschiedenen Positionen des zweiten Oberflächenbereichs 115 angeordneten Lichtdetektoren erfasst und analysiert werden.So can the sensor arrangement 307 For example, additional functional elements on the second surface area 115 of the carrier substrate 101 exhibit. For example, a plurality of organic field-effect transistors or generally a plurality of light detectors are conceivable, wherein different light detectors are equipped with different spectral filters to color in the channel region 117 to be able to analyze the fluid present. Furthermore, the sensor arrangement 307 also a plurality of over the second surface area 115 have distributed light detectors, for example, a refraction or scattering by that in the channel region 117 to be able to analyze the present fluid. For example, different photocurrents from at different positions of the second surface area 115 arranged light detectors are detected and analyzed.

Des Weiteren kann die Sensoranordnung 307 auch an dem ersten Oberflächenbereich 111 eine Mehrzahl von Strahlungsquellen, beispielsweise verschiedener Spektralbereiche, aufweisen.Furthermore, the sensor arrangement 307 also on the first surface area 111 a plurality of radiation sources, for example, different spectral regions having.

Das in 3 gezeigte System besteht unter anderem aus dem Fluidiksubstrat aus Plastik bzw. Kunststoff (andere Materialien sind prinzipiell natürlich auch möglich) einer bestimmten Dicke (beispielsweise 10 μm bis 5000 μm), in welches eine Aussparung geschnitten ist, welche im Gesamtsystem als Kanal dient. Diese kann mit unterschiedlichen Strukturierungstechniken hergestellt werden, z. B. Laserschneiden, Stanzen, Fräsen, und/oder Herstellung mittels Spritzguss, etc. Typische Kanalbreiten für den Kanalbereich 117 sind beispielsweise 10 μm bis 10000 μm.This in 3 shown system consists inter alia of the fluidic plastic or plastic (other materials are of course also possible) of a certain thickness (for example, 10 microns to 5000 microns), in which a cut is cut, which serves as a channel in the overall system. This can be produced with different structuring techniques, eg. As laser cutting, punching, milling, and / or production by injection molding, etc. Typical channel widths for the channel area 117 For example, 10 microns to 10,000 microns.

Auf weiteren Polymersubstraten (auf dem Trägersubstrat 101) werden planare Funktionselemente (beispielsweise das Elektrolumineszenzbauteil 309 und der organische Feldeffekttransistor 310) aufgebracht. Sie dienen der Lichterzeugung und -detektion. Sie werden mit dem Fluidiksubstrat (mit der Kanalstruktur, also mit dem ersten Kanalstrukturelement 313a und dem zweiten Kanalstrukturelement 313b) mittels Klebung verbunden (beispielsweise über eine adhäsive Zwischenschicht, Lösungsmittelkleben, thermisches Verschweißen der beiden Substrate, Laserschweißen und/oder Plasmabonden, etc.).On additional polymer substrates (on the carrier substrate 101 ) become planar functional elements (for example the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 ) applied. They serve the light generation and detection. They are combined with the fluidic substrate (with the channel structure, ie with the first channel structure element 313a and the second channel structure element 313b ) by gluing (for example via an adhesive interlayer, solvent gluing, thermal welding of the two substrates, laser welding and / or plasma bonding, etc.).

In 3 ist als Lichtquelle bzw. Strahlungsquelle das Elektrolumineszenzbauteil 309 dargestellt, welches sich beispielsweise vollständig mittels Siebdruck herstellen lasst. Alternativ wären auch organische Leuchtdioden (OLED) verwendbar. Als Detektionselement (als Strahlungsdetektor oder Lichtdetektor) dient hier ein planarer Transistor (der organische Feldeffekttransistor 310). Dieser lässt sich unter Verwendung organischer Halbleiter und Dielektrika in einer Kombination von lösungsbasierten Abscheide- und Druckprozessen herstellen. Alternativ könnte auch eine Photodiode aus organischen Materialien verwendet werden.In 3 is as a light source or radiation source, the electroluminescent component 309 represented, for example, which can be produced completely by screen printing. Alternatively, organic light emitting diodes (OLED) could be used. As a detection element (as a radiation detector or light detector) is here a planar transistor (the organic field effect transistor 310 ). This can be produced using organic semiconductors and dielectrics in a combination of solution-based deposition and printing processes. Alternatively, a photodiode made of organic materials could be used.

Leiterbahnen 322 des Mikrofluidikmoduls 300 können mittels druckbarer oder dispensbarer leitfähiger Polymere hergestellt werden oder durch Metallabscheidung (Sputtern, Aufdampen, CVD – Chemical-Vapor-Deposition – Chemische Gasphasenabscheidung, PVD – Phyiscal-Vapor-Deposition – Physikalische Gasphasenabscheidung) und -strukturierung (Photolithographie und -ätzen, Schattenmasken) erzeugt werden. Wie in 3 gezeigt können die Leiterbahnen 322 entlang dem dritten Trägersubstratabschnitt 127 des Trägersubstrats 101 an der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 angeordnet sein. So können die Leiterbahnen 322 beispielsweise alle Anschlüsse der Sensoranordnung 307 (die Anschlüsse des Elektroluminiszenzbauteils 309 und des organischen Feldeffekttransistors 310) auf dieselbe Seite des Mikrofluidikmoduls 300 führen, derart, dass diese von derselben Seite des Mikrofluidikmoduls 300 zugänglich sind.conductor tracks 322 of the microfluidic module 300 can be prepared by means of printable or dispensable conductive polymers or by metal deposition (sputtering, on-ramp, CVD - Chemical Vapor Deposition - Chemical Vapor Deposition, PVD - Phyiscal Vapor Deposition) and structuring (photolithography and etching, shadow masks) be generated. As in 3 can show the tracks 322 along the third carrier substrate portion 127 of the carrier substrate 101 at the second main surface 105 of the carrier substrate 101 be arranged. So can the tracks 322 For example, all connections of the sensor array 307 (The connections of the Elektroluminiszenzbauteils 309 and the organic field effect transistor 310 ) on the same side of the microfluidic module 300 lead, so that these from the same side of the microfluidic module 300 are accessible.

Das in 3 gezeigte Mikrofluidikmodul 300 funktioniert wie folgt. Bei gleichbleibender Lichtleistung der Lichtquelle (des Elektrolumineszenzbauteils 309) werden unterschiedlich gefärbte Flüssigkeiten oder Fluide im Kanal (im Kanalbereich 317) über daraus resultierende unterschiedliche Photoströme im Phototransistor (im organischen Feldeffekttransistor 310) nachgewiesen.This in 3 shown microfluidic module 300 works as follows. At constant light output of the light source (the electroluminescent component 309 ) are different colored liquids or fluids in the channel (in the channel area 317 ) via resulting different photocurrents in the phototransistor (in the organic field effect transistor 310 ).

4 zeigt in einem Diagramm beispielhaft den Strom des Transistors zwischen Source (also zwischen einem Quellenanschluss) und Drain (also einem Senkenanschluss) in Abhängigkeit verschiedener Fluide im Kanal, wobei K1–K4 Zeiten bezeichnen, in denen sich eine Flüssigkeit mit unterschiedlichen Konzentrationen eines absorbierenden Moleküls im Kanal (im Kanalbereich 117) befand. Unterschiedliche Konzentrationen führen zu unterscheidbaren Transistorströmen (unterscheidbaren Photoströmen zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des organischen Feldeffekttransistors 310). 4 shows in a diagram by way of example the current of the transistor between source (ie between a source terminal) and drain (ie a drain port) depending on various fluids in the channel, where K1-K4 denotes times at which a liquid having different concentrations of an absorbing molecule in the channel (in the channel region 117 ). Different concentrations result in distinguishable transistor currents (distinguishable photocurrents between an input terminal and an output terminal of the organic field effect transistor 310 ).

An dem in 4 gezeigten Diagramm ist an einer Abszisse die Zeit in Sekunden angetragen. Ein resultierende Photostrom des organischen Feldeffekttransistors 310 IDrain ist an der Ordinate des Diagramms in Ampere angetragen. Der resultierende Photostrom IDrain für die jeweilige Flüssigkeit im Kanalbereich 117 bildet eine Signatur der Flüssigkeit, welche zur Analyse herangezogen wird.At the in 4 the diagram shown is plotted on an abscissa the time in seconds. A resulting photocurrent of the organic field effect transistor 310 I drain is plotted on the ordinate of the graph in amperes. The resulting photocurrent I drain for the respective liquid in the channel region 117 forms a signature of the liquid, which is used for analysis.

Da Lichterzeugungs- und Lichtdetektionselement (das Elektrolumineszenzbauteil 309 und der organische Feldeffekttransistor 310) normalerweise elektrisch angesteuert und ausgelesen werden, schaffen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration, welche die Aussendung von Licht durch das Substrat (das Trägersubstrat 101) bzw. die Detektion durch das Substrat (durch das Trägersubstrat 101) erlaubt. Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann dies mit Hilfe von transparenten Elektroden der Elemente auf der Substratseite (der Funktionselemente 309, 310 der Sensoranordnung 307, also des Elektrolumineszenzbauteils 309 und des organischen Feldeffekttransistors 310 auf der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101) erreicht werden. Weiterhin ist auch eine Anordnung der Funktionselemente 309, 310 der Sensoranordnung 307 an der ersten Hauptoberfläche (also innerhalb des Kanalbereichs 117) verwendbar. Jedoch können hier Vorkehrungen nötig sein, um die Funktionselemente 309, 310 der Sensoranordnung 307 vor dem in dem Kanalbereich 117 befindlichen Fluid zu schützen.Since light generation and light detection element (the electroluminescent device 309 and the organic field effect transistor 310 ) are electrically driven and read out, embodiments of the present invention provide a configuration which facilitates the emission of light through the substrate (the carrier substrate 101 ) or the detection by the substrate (by the carrier substrate 101 ) allowed. In embodiments of the present invention, this may be done by means of transparent electrodes of the elements on the substrate side (the functional elements 309 . 310 the sensor arrangement 307 , ie the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 on the second main surface 105 of the carrier substrate 101 ) can be achieved. Furthermore, an arrangement of the functional elements 309 . 310 the sensor arrangement 307 at the first main surface (ie within the channel area 117 ) usable. However, precautions may be needed to the functional elements 309 . 310 the sensor arrangement 307 before in the canal area 117 to protect the fluid.

Organische Materialien sind meist sehr feuchteempfindlich, werden aber bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in der Nähe eines fluidführenden Kanals (in der Nähe des Kanalbereichs 117) eingesetzt. Feuchtigkeit kann auch durch die Substratmaterialien relativ schnell diffundieren und kann vor allem im Detektionselement (also beispielsweise im organischen Feldeffekttransistor 310) zu feuchtigkeitsbedingten Leckströmen führen.Organic materials tend to be very sensitive to moisture but, in embodiments of the present invention, are located near a fluid-carrying channel (near the channel region 117 ) used. Moisture can also diffuse relatively quickly through the substrate materials and can be used primarily in the detection element (that is, for example, in the organic field-effect transistor 310 ) lead to moisture-induced leakage currents.

Um diese feuchtigkeitsbedingten Leckströme zu vermeiden oder zu minimieren, wurden zwei Lösungsansätze herausgefunden. Zum einen kann das Substrat der Funktionselemente (das Trägersubstrat 101) auf einer seiner Seiten (beispielsweise auf der ersten Hauptoberfläche 103 oder der zweiten Hauptoberfläche 105) mit einer Schicht belegt werden, welche die Diffusion von Feuchtigkeit hemmt.In order to avoid or minimize these moisture-related leakage currents, two approaches have been found. On the one hand, the substrate of the functional elements (the carrier substrate 101 ) on one of its sides (for example, on the first main surface 103 or the second major surface 105 ) are coated with a layer which inhibits the diffusion of moisture.

Solche Schichten umfassen meistens (oder bestehen aus) eine(r) Kombination aus metallischen, oxidischen und/oder organischen Multilagen und können hinlänglich bekannt sein. Allerdings können diese Schichten die Wasserdiffusion (oder allgemein die Flüssigkeitsdiffusion) nicht vollständig unterdrücken und somit das Auftreten von Leckströmen nur hinauszögern, aber nicht verhindern.Such layers mostly comprise (or consist of) a combination of metallic, oxidic and / or organic multilayers and may be well known. However, these layers can not completely suppress water diffusion (or generally liquid diffusion) and thus only delay but not prevent the occurrence of leakage currents.

Eine andere herausgefundene Alternative stellt auf die verwendete Detektionsmethode ab.Another alternative found depends on the detection method used.

Diese soll im Folgenden unter Bezugnahme auf die rechte Seite der in 6a gezeigten Abbildung der Funktionsfolie erläutert werden, welche schematisch einen Transistor darstellt. Ein Transistor, wie er bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden kann, weißt allgemein einen Eingangsanschluss, beispielweise einen Sourceanschluss oder Kollektoranschluss, einen Ausgangsanschluss, beispielsweise einen Drainanschluss oder Emitteranschluss und einen Steueranschluss, beispielsweise einen Gateanschluss oder Basisanschluss auf.This is below with reference to the right side of the in 6a illustrated illustration of the functional film will be explained, which schematically represents a transistor. A transistor as may be used in embodiments of the present invention generally includes an input terminal, such as a source or collector terminal, an output terminal, such as a drain or emitter terminal, and a control terminal, such as a gate or base terminal.

Der in 6a beispielhaft gezeigte Transistor 310 ist ein Feldeffekttransistor, natürlich ist auch eine Verwendung einer anderen Transistortechnololgie (wie beispielsweise Bipolartechnologie) möglich.The in 6a exemplified transistor 310 is a field effect transistor, of course, a use of another transistor technology (such as bipolar technology) is possible.

Der Transistor 310 bildet dabei einen Strahlungsdetektor eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemessen wird hier der Strom zwischen Source 613 (deutsch: Quellenelektrode, welche beispielsweise mit einem Eingangsanschluss des Transistors verbunden ist) und Drain 614 (deutsch: Senkenelektrode, welche beispielsweise mit einen Ausgangsanschluss des Transistors verbunden ist), also zwischen den beiden Source-Drain-Kontakten 613, 614, während an Gate oder der Gateelektrode 609 (deutsch: Steuerelektrode, welche beispielsweise mit einem Steueranschluss des Transistors 310 verbunden ist), welche in 6a auch als ITO-Gate (ITO – Indium Zinn Oxid, ein beispielhaftes Material für die Gatelektrode, beispielsweise um die Gateelektrode transparent zu fertigen) bezeichnet ist, eine bestimmte Spannung anliegt. Die Spannung an der Steuerelektrode 609 kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, sie beeinflusst aber die Sensitivität der Detektion. Zunehmende Feuchtigkeit schlägt sich vor allem in einer zunehmenden Leitfähigkeit des Dielektrikums nieder und führt zu einem Strom zwischen Source 613 und Gate 609 oder Drain 614 und Gate 609 (je nachdem wie die entsprechenden Potenziale gewählt werden), also zwischen einem Eingangsanschluss des Transistors und einem Steueranschluss des Transistors 310 oder einem Ausgangsanschluss des Transistors und dem Steueranschluss des Transistors. Entweder Source 613 oder Drain 614, also entweder der Eingangsanschluss oder der Ausgangsanschluss des Transistors 310, liegen normalerweise auf Masse (auf einem Bezugspotenzial), der andere Kontakt (welcher nicht auf dem Bezugspotenzial liegt) kann (abhängig von der Polarität der Ladungsträger im Halbleiter) entweder auf ein positives oder negatives Potenzial gelegt werden. Wird dieses (positive oder negatives) Potenzial identisch gewählt zum Potenzial der Gateelektrode 609, also zum Potenzial der Steuerelektrode 609, kann zwischen diesen beiden Elektroden (mit dem identischen Potenzial) kein Leckstrom fließen.The transistor 310 forms a radiation detector of a microfluidic module according to an embodiment of the present invention. Measured here is the current between source 613 (German: source electrode, which is connected for example to an input terminal of the transistor) and drain 614 (German: drain electrode, which is connected for example to an output terminal of the transistor), ie between the two source-drain contacts 613 . 614 while at gate or gate electrode 609 (German: control electrode, which, for example, with a control terminal of the transistor 310 connected), which in 6a Also referred to as an ITO gate (ITO - indium tin oxide, an exemplary material for the gate electrode, for example, to make the gate electrode transparent), a certain voltage is applied. The voltage at the control electrode 609 can basically be chosen arbitrarily, but it influences the sensitivity of the detection. Increasing moisture is mainly reflected in an increasing conductivity of the dielectric and leads to a current between the source 613 and gate 609 or drain 614 and gate 609 (depending on how the corresponding potentials are chosen), ie between one Input terminal of the transistor and a control terminal of the transistor 310 or an output terminal of the transistor and the control terminal of the transistor. Either source 613 or drain 614 , So either the input terminal or the output terminal of the transistor 310 , are normally grounded (at a reference potential), the other contact (which is not at the reference potential) can be placed either at a positive or negative potential (depending on the polarity of the charge carriers in the semiconductor). Is this (positive or negative) potential selected identically to the potential of the gate electrode 609 , So to the potential of the control electrode 609 , no leakage current can flow between these two electrodes (with the same potential).

In anderen Worten, der Steueranschluss des Transistors kann elektrisch leitfähig (beispielsweise über Leiterbahnen) mit dem Eingangsanschluss oder mit dem Ausgangsanschluss des Transistors 310 verbunden sein, derart, dass kein Leckstrom (über ein feuchtes Dielektrikum) zwischen den beiden elektrisch leitfähigen miteinander verbundenen Anschlüssen des Transistors 310 fließen kann. Die Messung des photoinduzierten Stroms wird so unabhängig vom Einfluss der Feuchtigkeit oder anderer Grössen wie der Alterung des Phototransistors.In other words, the control terminal of the transistor can be electrically conductive (for example via interconnects) to the input terminal or to the output terminal of the transistor 310 be connected, such that no leakage current (via a wet dielectric) between the two electrically conductive interconnected terminals of the transistor 310 can flow. The measurement of the photoinduced current thus becomes independent of the influence of humidity or other factors such as the aging of the phototransistor.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann auch ein Potential (beispielsweise eine Spannung) an dem Steueranschluss des Transistors 310 innerhalb eines Toleranzbereiches gleich einem Potential (beispielsweise einer Spannung) an dem Eingangsanschluss des Transistors 310 gewählt werden, oder um dieses maximal 1%, 5%, 10%, 20% oder 50% abweichen, derart, dass kein (oder nur ein insignifikant geringer) Leckstrom zwischen dem Steueranschluss des Transistors 310 und dem Eingangsanschluss des Transistors 310 fließen kann. Der Toleranzbereich kann beispielsweise kleiner gleich 1%, kleiner gleich 5%, kleiner gleich 10%, kleiner gleich 20%, oder kleiner gleich 50% einer zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des Transistors 310 anliegenden Spannung (beispielsweise einer Source-Drain-Spannung) bzw. einer Betriebs- oder Nennspannung des Transistors 310 gewählt werden. Der Ausgangsanschluss des Transistors 310 kann auf Bezugspotential gelegt werden, damit der Leckstrom über diesen abfließen kann. Die Potentiale an dem Steueranschluss und an dem Eingangsanschluss können beispielsweise von einer gemeinsamen Spannungsquelle oder zwei verschiedenen Spannungsquellen bereitgestellt werden.According to further embodiments, a potential (for example a voltage) may also be present at the control terminal of the transistor 310 within a tolerance range equal to a potential (eg, a voltage) at the input terminal of the transistor 310 may be selected, or deviate by a maximum of 1%, 5%, 10%, 20% or 50% such that no (or only insignificantly low) leakage current exists between the control terminal of the transistor 310 and the input terminal of the transistor 310 can flow. For example, the tolerance range may be less than or equal to 1%, less than or equal to 5%, less than or equal to 10%, less than or equal to 20%, or less than or equal to 50% of one between the input terminal and the output terminal of the transistor 310 applied voltage (for example, a source-drain voltage) or an operating or rated voltage of the transistor 310 to get voted. The output terminal of the transistor 310 can be set to reference potential, so that the leakage current can flow through this. The potentials at the control terminal and at the input terminal may, for example, be provided by a common voltage source or two different voltage sources.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann auch ein Potential (beispielsweise eine Spannung) an dem Steueranschluss des Transistors 310 innerhalb eines Toleranzbereiches gleich einem Potential (beispielsweise einer Spannung) an dem Ausgangsanschluss des Transistors 310 gewählt werden, oder um dieses maximal 5%, 10% oder 20% abweichen, derart, dass kein (oder nur ein insignifikant geringer) Leckstrom zwischen dem Steueranschluss des Transistors 310 und dem Ausgangsanschluss des Transistors 310 fließen kann. Der Toleranzbereich kann beispielsweise kleiner gleich 1%, kleiner gleich 5%, kleiner gleich 10%, kleiner gleich 20%, oder kleiner gleich 50% einer zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des Transistors 310 anliegenden Spannung (beispielsweise einer Source-Drain-Spannung) bzw. einer Betriebs- oder Nennspannung des Transistors 310 gewählt werden. Der Eingangsanschluss des Transistors 310 kann auf Bezugspotential gelegt werden, damit der Leckstrom über diesen abfließen kann. Die Potentiale an dem Steueranschluss und an dem Ausgangsanschluss können beispielsweise von einer gemeinsamen Spannungsquelle oder zwei verschiedenen Spannungsquellen bereitgestellt werden.According to further embodiments, a potential (for example a voltage) may also be present at the control terminal of the transistor 310 within a tolerance range equal to a potential (eg, a voltage) at the output terminal of the transistor 310 be selected, or by a maximum of 5%, 10% or 20%, such that no (or only insignificantly low) leakage current between the control terminal of the transistor 310 and the output terminal of the transistor 310 can flow. For example, the tolerance range may be less than or equal to 1%, less than or equal to 5%, less than or equal to 10%, less than or equal to 20%, or less than or equal to 50% of one between the input terminal and the output terminal of the transistor 310 applied voltage (for example, a source-drain voltage) or an operating or rated voltage of the transistor 310 to get voted. The input terminal of the transistor 310 can be set to reference potential, so that the leakage current can flow through this. The potentials at the control terminal and at the output terminal may, for example, be provided by a common voltage source or two different voltage sources.

Das Bezugspotential kann beispielsweise ein Massepotential (beispielsweise 0 Volt) sein, kann aber auch einen beliebigen anderen Wert annehmen. Weiterhin kann auch der Anschluss des Transistors 310, welcher nicht das gleiche Potential wie der Steueranschluss aufweist, ein positives oder negatives Potential aufweisen, welches verschieden von dem Bezugspotential (z. B. dem Massepotential) ist. Weiterhin kann das Potential des Steueranschlusses und des weiteren Anschlusses des Transistors 310, welcher dasselbe Potential wie der Steueranschluss aufweist, gleich dem Massepotential gewählt werden.The reference potential may be, for example, a ground potential (for example 0 volts), but may also assume any other value. Furthermore, also the connection of the transistor 310 which does not have the same potential as the control terminal, have a positive or negative potential which is different from the reference potential (eg, the ground potential). Furthermore, the potential of the control terminal and the further terminal of the transistor 310 , which has the same potential as the control terminal, be selected equal to the ground potential.

Der in den polarisierten Kontakt der Source-Drain-Ebene (der Anschluss der Source-Drain-Anschlüsse, welcher mit dem Steueranschluss verbunden ist und/oder das gleiche Potential aufweist) fließende Strom ist deswegen frei von feuchtigkeitsbedingten Leckströmen und eine direkte Signatur des zwischen Source und Drain (zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss) fließenden Stroms, welche nur von den intrinsischen Eigenschaften des Transistors und der Photogeneration von Ladungsträgern (in dem Halbleiter des Transistors) abhängt. Die feuchtigkeitsbedingten Leckströme fließen über die auf Masse gelegte Elektrode (über den Anschluss des Transistors, welcher mit dem Bezugspotenzialanschluss verbunden ist bzw. an dem Bezugspotential anliegt) ab. Diese erwähnte Verschaltung ist (nur) mit einem Transistor als Photodetektor bzw. als Strahlungsdetektor zu realisieren. Bei einer Diode als Photodetektor würde der feuchtigkeitsbedingte Leckstrom direkt durch die beiden einzigen Elektroden (durch einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss der Diode) abfließen und die Signatur der photogenerierten Ladungsträger (zumindest teilweise) überdecken.The current flowing in the polarized contact of the source-drain plane (the connection of the source-drain connections, which is connected to the control connection and / or has the same potential) is therefore free of moisture-induced leakage currents and a direct signature of the source between and drain (between the input terminal and the output terminal) flowing current, which depends only on the intrinsic properties of the transistor and the photo-generation of charge carriers (in the semiconductor of the transistor). The moisture-related leakage currents flow via the grounded electrode (via the terminal of the transistor which is connected to the reference potential connection or at the reference potential). This mentioned interconnection can be realized (only) with a transistor as a photodetector or as a radiation detector. With a diode as a photodetector, the moisture-induced leakage current would flow directly through the two single electrodes (through an input terminal and an output terminal of the diode) and cover (at least partially) the signature of the photogenerated charge carriers.

Mit anderen Worten, ist bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein Strahlungsdetektor ein Halbleiterbauteil, wobei eine Oberfläche einer halbleitenden Schicht des Halbleiterbauteils eine strahlungsempfindliche Oberfläche des Strahlungsdetektors bildet, derart, dass ein Photostrom zwischen einem Ausgangsanschluss und einem Eingangsanschluss des Halbleiterbauteils in Abhängigkeit von auf die halbleitende Schicht des Halbleiterbauteils auftreffenden Strahlung variabel ist. In other words, in some embodiments of the present invention, a radiation detector is a semiconductor device, wherein a surface of a semiconducting layer of the semiconductor device forms a radiation-sensitive surface of the radiation detector, such that a photocurrent between an output terminal and an input terminal of the semiconductor device in response to the semiconducting Layer of the semiconductor device incident radiation is variable.

Weiterhin kann das Halbleiterbauteil bei zumindest einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein Transistor sein, wobei ein Steueranschluss des Transistors elektrisch leitfähig mit dem Ausgangsanschluss des Transistors verbunden ist und der Eingangsanschluss des Transistors mit einem Bezugspotenzialanschluss des Mikrofluidikmoduls verbunden ist, derart, dass ein sich z. B. durch ein im Kanalbereich befindliches Fluid entstehender Leckstrom über den Eingangsanschluss des Transistors abfließt. Bei weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Steueranschluss des Transistors elektrisch leitfähig mit dem Eingangsanschluss des Transistors verbunden sein und der Ausgangsanschluss kann mit dem Bezugspotenzialanschluss des Mikrofluidikmoduls verbunden sein, derart, dass der durch das im Kanalbereich befindliche Fluid entstehende Leckstrom über den Ausgangsanschluss abfließt.Furthermore, in at least some embodiments of the present invention, the semiconductor device may be a transistor, wherein a control terminal of the transistor is electrically conductively connected to the output terminal of the transistor and the input terminal of the transistor is connected to a reference potential terminal of the microfluidic module, such that a z. B. flowing through a fluid located in the channel region leakage current flows through the input terminal of the transistor. In further embodiments of the present invention, the control terminal of the transistor may be electrically conductively connected to the input terminal of the transistor, and the output terminal may be connected to the reference potential terminal of the microfluidic module, such that the leakage current produced by the fluid in the channel region is drained via the output terminal.

Da eine Bandlücke organischer Halbleiter in der Regel einer Energie entspricht, die durch Licht im sichtbaren Bereich angeregt werden kann, es wurde daher herausgefunden, können organische Halbleiter als Sensormaterial für Strahlungsdetektoren bei Mikrofluidikmodulen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung genutzt werden. Verwendbar sind hier Bauelemente wie organische Solarzellen, Photodioden und organische TFTs (TFT = Thinfilm Transistor, Dünnschichttransistor). Beispiele hierfür sind ambipolare TFTs, wie sie beispielsweise unter: http://www3.imperial.ac.uk/people/thomas.anthopoulos oder integrierte Sensoren, die aus Silizium als Trägermaterial aufgebracht werden, wie sie beispielsweise unter: http://spie.org/x38725.xml?ArticleID=x38725 gezeigt werden. Weiterhin sind ebenfalls Pentacene-basierte Bauteile (organische Bauteile, bei denen das Halbleitermaterial Pentacene aufweist) denkbar, die eine Detektion von Licht ermöglichen, wie sie beispielsweise in: Solid State Electronics, Volume 51, Issue 7, July 2007, Pages 1052–1055, Yong-Young Noh, Dong-Yu Kim gezeigt sind.Since an organic semiconductor band gap usually corresponds to an energy that can be excited by visible light, it has therefore been found that organic semiconductors can be used as a sensor material for radiation detectors in microfluidic modules according to embodiments of the present invention. Applicable here are components such as organic solar cells, photodiodes and organic TFTs (TFT = thin-film transistor, thin-film transistor). Examples of this are ambipolar TFTs, as described, for example, under: http://www3.imperial.ac.uk/people/thomas.anthopoulos or integrated sensors, which are applied from silicon as carrier material, as for example under: http://spie.org/x38725.xml?ArticleID=x38725 to be shown. Furthermore, pentacene-based components (organic components in which the semiconductor material has pentacenes) are also conceivable, which enable the detection of light, as described, for example, in: Solid State Electronics, Volume 51, Issue 7, July 2007, Pages 1052-1055, Yong-Young Noh, Dong-Yu Kim are shown.

Im Folgenden soll ein Herstellungsverfahren für ein Mikrofluidikmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von 5 sowie der 6a und 6b detailliert erläutert werden.Below is a manufacturing method for a microfluidic module according to an embodiment of the present invention with reference to 5 as well as the 6a and 6b be explained in detail.

5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zur Herstellung eines Mikrofluidikmoduls. Das Verfahren 500 weist einen Schritt 501 des Bereitstellens eines einstückigen Trägersubstrats mit einer ersten Hauptoberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche auf, wobei ein erstes Funktionselement einer Sensoranordnung an einem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats angeordnet ist. 5 shows a flowchart of a method 500 for producing a microfluidic module. The procedure 500 has a step 501 the provision of a one-piece carrier substrate having a first main surface and an opposite second main surface, wherein a first functional element of a sensor arrangement is arranged on a first surface region of the carrier substrate.

Weiterhin weist das Verfahren 500 einen Schritt 502 des Bereitstellens einer Kanalstruktur auf.Furthermore, the method 500 one step 502 the provision of a channel structure.

Weiterhin weist das Verfahren 500 einen Schritt 503 des Verbindens der Kanalstruktur mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats auf, wobei das Verbinden der Kanalstruktur mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats derart erfolgt, dass sich ein Kanalbereich zwischen dem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats und einem, dem ersten Oberflächenbereich gegenüberliegenden zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats ausbildet, der von der Kanalstruktur und dem Trägersubstrat umgeben ist.Furthermore, the method 500 one step 503 connecting the channel structure to the first main surface of the carrier substrate, wherein connecting the channel structure to the first main surface of the carrier substrate is such that a channel region is formed between the first surface region of the carrier substrate and a second surface region of the carrier substrate opposite the first surface region; is surrounded by the channel structure and the carrier substrate.

Oder mit anderen Worten kann in dem Schritt des Bereitstellens der Kanalstruktur die Kanalstruktur aus dem Trägersubstrat strukturiert werden, beispielsweise durch gezielte Materialentfernung, beispielsweise unter Nutzung verschiedener Strukturierungstechniken, wie Laserschneiden, Stanzen, Fräsen. Weiterhin kann aber auch bereits das Trägersubstrat derart hergestellt werden, dass die Kanalstruktur bereits bei der Herstellung des Trägersubstrats abgeformt wird, beispielsweise durch eine Herstellung mittels Spritzguss.Or in other words, in the step of providing the channel structure, the channel structure can be patterned from the carrier substrate, for example by targeted material removal, for example using different structuring techniques, such as laser cutting, punching, milling. Furthermore, however, the carrier substrate can already be produced in such a way that the channel structure is already molded during the production of the carrier substrate, for example by production by means of injection molding.

Der Schritt 501 des Bereitstellens des einstückigen Trägersubstrats und der Schritt 502 des Bereitstellens der Kanalstruktur können zeitgleich erfolgen, beispielsweise wenn die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Kanalstruktur durch einen Strukturierungsprozess aus dem Substrat strukturiert werden, wie es im Folgenden anhand der 7b und 7c gezeigt wird.The step 501 the provision of the one-piece carrier substrate and the step 502 the provision of the channel structure can take place at the same time, for example if the channel structure is formed integrally with the carrier substrate. In this case, the channel structure can be structured out of the substrate by a structuring process, as described below with reference to FIGS 7b and 7c will be shown.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können die Kanalstruktur und das Trägersubstrat auch mehrstückig ausgebildet sein, d h. sie bestehen aus unterschiedlichen Stücken, welche in dem Schritt 503 miteinander verbunden wären, beispielsweise mittels geeigneter Haftvermittlerschichten.According to further embodiments, the channel structure and the carrier substrate may also be formed in several pieces, ie. They consist of different pieces, which in the step 503 would be connected to each other, for example by means of suitable adhesive layers.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können die Kanalstruktur und das Trägersubstrat auch zwei voneinander getrennte Substrate sein, welche erst in dem Schritt 503 miteinander verbunden werden, beispielsweise mittels mehrerer Haftvermittlerschichten, wie dies beispielsweise anhand des Mikrofluidikmoduls 300 gemäß 3 gezeigt ist. So kann die Kanalstruktur beispielsweise ein anderes Material als das einstückige Trägersubstrat aufweisen. Ein Material der Kanalstruktur kann beispielsweise eine niedrigere Flexibilität als ein Material des einstückigen Trägersubstrats aufweisen, beispielsweise um eine höhere Stabilität des hergestellten Mikrofluidikmoduls in dem Bereich der Kanalstruktur gewährleisten zu können.According to further embodiments, the channel structure and the carrier substrate may also be two separate substrates, which only in the step 503 be joined together, for example by means of several adhesive layers, as for example with reference to Mikrofluidikmoduls 300 according to 3 is shown. For example, the channel structure may comprise a different material than the one-piece carrier substrate. For example, a material of the channel structure may have a lower flexibility than a material of the one-piece carrier substrate, for example to be able to ensure a higher stability of the manufactured microfluidic module in the region of the channel structure.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren 500 vor dem Schritt 502 des Bereitstellens der Kanalstruktur einen Schritt des Anordnens einer oder mehrerer Adhäsivschichten auf Hauptoberflächen der Kanalstruktur, welche im Schritt 503 des Verfahrens 500 mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats verbunden werden, und des anschließenden Strukturierens der Kanalstruktur aufweisen. In andere Worten können die Adhäsivschichten bereits vor dem anschließenden Strukturieren der Kanalstruktur auf die Kanalstruktur aufgebracht (beispielsweise geklebt) werden und zusammen mit der Kanalstruktur strukturiert werden. Dadurch verringert sich ein Justageaufwand und weiterhin wird ein zusätzlicher Strukturierungsschritt (die Strukturierung der Adhäsivschichten) eingespart. Die Adhäsivschichten können in dem Schritt 503 des Verfahren 500 dazu dienen, um die Kanalstruktur mit dem Trägersubstrat zu verbinden.According to further embodiments, the method 500 before the step 502 providing the channel structure comprises a step of disposing one or more adhesive layers on major surfaces of the channel structure which in step 503 of the procedure 500 be connected to the first main surface of the carrier substrate, and the subsequent structuring of the channel structure. In other words, the adhesive layers can already be applied (for example glued) to the channel structure prior to the subsequent structuring of the channel structure and be structured together with the channel structure. This reduces an adjustment effort and, furthermore, an additional structuring step (the structuring of the adhesive layers) is saved. The adhesive layers can be in the step 503 of the procedure 500 serve to connect the channel structure to the carrier substrate.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren 500 vor dem Schritt 501 des Bereitstellens des Trägersubstrats einen Schritt 504 des Anordnens des ersten Funktionselements an dem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats und des Anordnens eines zweiten Funktionselements an einem zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats aufweisen. Der erste Oberflächenbereich und der zweite Oberflächenbereich gehören dabei zu einer gemeinsamen Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats. Eine gemeinsame Bearbeitungsoberfläche bedeutet in diesem Fall, dass diese Oberfläche von einer und derselben Seite bearbeitet oder prozessiert werden kann, wodurch sich ein deutlicher Kostenvorteil erzielen lässt, insbesondere gegenüber Prozessen, in welchen das Trägersubstrat von beiden Seiten prozessiert wird.According to further embodiments, the method 500 before the step 501 providing the carrier substrate one step 504 arranging the first functional element on the first surface area of the carrier substrate and arranging a second functional element on a second surface area of the carrier substrate. The first surface area and the second surface area belong to a common processing surface of the carrier substrate. A common processing surface in this case means that this surface can be processed or processed from one and the same side, whereby a significant cost advantage can be achieved, in particular in relation to processes in which the carrier substrate is processed from both sides.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren 500 vor dem Schritt 501 des Bereitstellens des Trägersubstrats einen Schritt des Perforierens (beispielsweise des Laserperforierens) von Faltabschnitten des Trägersubstrats aufweisen. Die Perforationen können beispielsweise einen Falt- oder Knickbereich des Trägersubstrats vorgeben. Durch die Perforationen lässt sich das Trägersubstrat einfacher an der gewünschten Stelle falten, wodurch sich gewährleisten lässt, dass die Funktionselemente des Mikrofluidikmoduls nach dem Falten bzw. Umklappen passgenau gegenüberliegend zueinander angeordnet sind.According to further embodiments, the method 500 before the step 501 providing the carrier substrate comprises a step of perforating (for example, laser perforating) folding sections of the carrier substrate. The perforations can for example specify a folding or bending region of the carrier substrate. By means of the perforations, the carrier substrate can be folded more easily at the desired location, which ensures that the functional elements of the microfluidic module are arranged precisely opposite one another after folding or folding over.

Mit anderen Worten wird bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Kostenreduktion bei der Herstellung erreicht, dadurch, dass ein erstes und ein zweites Funktionselement, beispielsweise ein Lichterzeugungs- und ein Lichtdetektionselement auf der gleichen Seite eines einzigen Substrats (auf der gemeinsamen Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats) hergestellt werden. Dies wird ermöglicht durch kompatible Herstellungsprozesse der beiden Elemente (der beiden Funktionselemente bzw. des Lichterzeugungselements und des Lichtdetektionselements). Ein solcher Aufbau ist exemplarisch in 6a gezeigt.In other words, in embodiments of the present invention, manufacturing cost reduction is achieved by making first and second functional elements, such as a light-generating and light-detecting element, on the same side of a single substrate (on the common processing surface of the carrier substrate) , This is made possible by compatible manufacturing processes of the two elements (the two functional elements or the light-generating element and the light-detecting element). Such a structure is exemplary in 6a shown.

6a zeigt eine Querschnittsansicht eines Zwischenproduktes, wie es bei der Herstellung eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Nutzung des Verfahrens 500 zur Herstellung eines Mikrofluidikmoduls entstehen kann. Das in 6a gezeigte Zwischenprodukt weist ein Trägersubstrat 101 mit einer ersten Hauptoberfläche 103 und einer gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche 105 auf. Auf der ersten Hauptoberfläche 105 in einem ersten Oberflächenbereich 111 ist ein erstes Funktionselement 309 angeordnet. Weiterhin ist auf der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 in einem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 ein zweites Funktionselement 310 angeordnet. Das erste Funktionselement 309 und das zweite Funktionselement 310 können eine Sensoranordnung 307 bilden. In dem in 6a gezeigten konkreten Beispiel ist das erste Funktionselement 309 ein Elektrolumineszenzbauteil 309. Das zweite Funktionselement 310 ist ein organischer Feldeffekttransistor 310. Das in 6a gezeigte Zwischenprodukt kann daher ein Zwischenprodukt sein, wie es bei der Herstellung des in 3 gezeigten Mikrofluidikmoduls 300 entsteht. Der erste Oberflächenbereich 111 und der zweite Oberflächenbereich 115 gehören zu einer gemeinsamen Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats 101, d. h. diese beiden Oberflächenbereiche sind von der gleichen Seite des Trägersubstrats 101 bearbeitbar. Damit lässt sich eine deutliche Kostenreduktion gegenüber Systemen erreichen, bei denen ein Trägersubstrat von beiden Seiten bearbeitet wird. 6a shows a cross-sectional view of an intermediate, as in the manufacture of a microfluidic module according to an embodiment of the present invention using the method 500 can arise for the production of a microfluidic module. This in 6a shown intermediate product has a carrier substrate 101 with a first main surface 103 and an opposite second major surface 105 on. On the first main surface 105 in a first surface area 111 is a first functional element 309 arranged. Furthermore, on the second main surface 105 of the carrier substrate 101 in a second surface area 115 of the carrier substrate 101 a second functional element 310 arranged. The first functional element 309 and the second functional element 310 can be a sensor arrangement 307 form. In the in 6a shown concrete example is the first functional element 309 an electroluminescent device 309 , The second functional element 310 is an organic field effect transistor 310 , This in 6a The intermediate product shown can therefore be an intermediate, as in the preparation of in 3 shown microfluidic module 300 arises. The first surface area 111 and the second surface area 115 belong to a common processing surface of the carrier substrate 101 ie, these two surface areas are from the same side of the carrier substrate 101 editable. This can achieve a significant cost reduction compared to systems in which a carrier substrate is processed from both sides.

Das Elektrolumineszenzbauteil 309 weist eine transparente Elektrolumineszenzbodenelektrode 601 auf, welche auf der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 an dem ersten Oberflächenbereich 111 angeordnet ist. An die transparente Elektrolumineszenzbodenelektrode 601 schießt sich eine Dielektrikumsschicht 603 an, welche auch eine Dielektrikumsschicht des organischen Feldeffekttransistors 310 bilden kann. Angrenzend an die Dielektrikumsschicht 603 weist das Elektrolumineszenzbauteil 309 eine Elektrolumineszenzphosphorschicht 605 auf. Angrenzend an die Elektrolumineszenzphosphorschicht 605 weist das Elektrolumineszenzbauteil 309 eine optional verspiegelte Elektrolumineszenzdeckelelektrode 607 auf. Die Nutzung des Elektrolumineszenzbauteils 309 als Funktionselement bzw. als Strahlungsquelle hat den Vorteil, dass ein solches Elektrolumineszenzbauteil vollständig mittels preiswerter Siebdruckverfahren herstellbar ist. Die transparente Elektrolumineszenzbodenelektrode 601 in Verbindung mit der verspiegelten Elektrolumineszenzdeckelelektrode 607 dienen dazu, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, ansprechend auf welches die Elektrolumineszenzphosphorschicht 605 Strahlung emittiert. Da die Elektrolumineszenzphosphorschicht 605 Strahlung in alle Richtungen emittiert, ist die Deckelelektrode 607 verspiegelt, um auf sie treffende Strahlung zu reflektieren. Die Bodenelektrode 601 ist dahingegen transparent, wie auch das Trägersubstrat 101 in dem Bereich des Elektrolumineszenzbauteils 309, so dass die von dem Elektrolumineszenzbauteil 309 emittierte Strahlung durch das Substrat hindurch in einen Kanalbereich des fertigen Mikrofluidikmoduls eindringen kann.The electroluminescent device 309 has a transparent electroluminescent bottom electrode 601 on which on the second main surface 105 of the carrier substrate 101 at the first surface area 111 is arranged. To the transparent electroluminescent bottom electrode 601 a dielectric layer shoots itself 603 which also has a dielectric layer of the organic field-effect transistor 310 can form. Adjacent to the dielectric 603 has the electroluminescent component 309 an electroluminescent phosphor layer 605 on. Adjacent to the electroluminescent phosphor layer 605 has the electroluminescent component 309 an optional mirrored electroluminescent lid electrode 607 on. The use of the electroluminescent component 309 As a functional element or as a radiation source has the advantage that such a Elektrolumineszenzbauteil is completely produced by means of inexpensive screen printing process. The transparent electroluminescent bottom electrode 601 in conjunction with the mirrored electroluminescent lid electrode 607 serve to generate an electric field in response to which the electroluminescent phosphor layer 605 Emitted radiation. As the electroluminescent phosphor layer 605 Radiation emitted in all directions is the cover electrode 607 mirrored to reflect incoming radiation. The bottom electrode 601 is transparent, as is the carrier substrate 101 in the region of the electroluminescent component 309 so that the of the electroluminescent component 309 emitted radiation can penetrate through the substrate into a channel region of the finished microfluidic module.

Der organische Feldeffekttransistor 310 weist eine Steuerelektrode 609 (in der Zeichnung als ITO-Gate bezeichnet, ITO = Indiumzinnoxid), welche auf der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 an dem zweiten Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 angeordnet ist. Die Steuerelektrode 609 kann beispielsweise mit einem Steueranschluss des organische Feldeffekttransistors 310 verbunden sein.The organic field effect transistor 310 has a control electrode 609 (referred to in the drawing as ITO gate, ITO = indium tin oxide), which is on the second major surface 105 of the carrier substrate 101 at the second surface area 115 of the carrier substrate 101 is arranged. The control electrode 609 For example, with a control terminal of the organic field effect transistor 310 be connected.

An die Steuerelektrode 609 grenzt die Dielektrikumsschicht 602 an. Angrenzend an die Dielektrikumsschicht 603 weist der organische Feldeffekttransistor 310 eine Halbleiterschicht 611 auf. Die Halbleiterschicht 611 kann beispielsweise eine organische Halbleiterschicht sein, beispielsweise aus Pentacene und ist strahlungsempfindlich, d. h. eine Leitfähigkeit der Halbleiterschicht 611 ist abhängig von auf die Halbleiterschicht 611 treffender Strahlung. Angrenzend an die Halbleiterschicht 611 weist der organische Feldeffekttransistor 310 einen Eingangsanschluss 613 (beispielsweise einen Sourceanschluss) und einen Ausgangsanschluss 614 (beispielsweise einen Drainanschluss) auf. Wie bereits beschrieben, kann der Eingangsanschluss 613 oder der Ausgangsanschluss 614 leitfähig mit dem Steueranschluss (und damit mit der Steuerelektrode 609) des organischen Feldeffekttransistors 310 verbunden sein, um z. B. durch Feuchtigkeitsdiffusion auftretende Leckströme zu vermeiden. Allgemein, kann der Eingangsanschluss 613 oder der Ausgangsanschluss 614 ein innerhalb eines Toleranzbereiches gleiches Potential wie der Steueranschluss (und damit die Steuerelektrode 609) des organischen Feldeffekttransistors 310 aufweisen.To the control electrode 609 borders the dielectric layer 602 at. Adjacent to the dielectric layer 603 has the organic field effect transistor 310 a semiconductor layer 611 on. The semiconductor layer 611 For example, it may be an organic semiconductor layer, for example of pentacene, and is sensitive to radiation, ie a conductivity of the semiconductor layer 611 is dependent on the semiconductor layer 611 meeting radiation. Adjacent to the semiconductor layer 611 has the organic field effect transistor 310 an input terminal 613 (For example, a source terminal) and an output terminal 614 (For example, a drain connection). As already described, the input terminal 613 or the output port 614 conductive with the control terminal (and thus with the control electrode 609 ) of the organic field effect transistor 310 be connected to z. B. to avoid leakage currents occurring due to moisture diffusion. Generally, the input terminal 613 or the output port 614 a potential which is the same within a tolerance range as the control connection (and thus the control electrode 609 ) of the organic field effect transistor 310 exhibit.

Der nicht mit dem Steueranschluss verbundene Anschluss des organischen Feldeffekttransistors 310 kann dabei mit einem Bezugspotenzialanschluss des Mikrofluidikmoduls verbunden sein.The terminal of the organic field effect transistor not connected to the control terminal 310 can be connected to a reference potential terminal of the microfluidic module.

Wie auch schon die transparente Elektrolumineszenzbodenelektrode 601 des Elektrolumineszenzbauteils 309 so kann auch die Steuerelektrode 609 des organischen Feldeffekttransistors 310 transparent sein, derart, dass Strahlung durch diese Steuerelektrode 609 hindurch dringen kann, um auf die halbleitende Schicht 611 des organischen Feldeffekttransistors 310 zu treffen. Mit anderen Worten, kann die Steuerelektrode 609 des organischen Feldeffekttransistors 609 transparent sein, damit das Licht ungedämpft auf die lichtsensitive Schicht, den organischen Halbleiter (die halbleitende Schicht 611 des organischen Feldeffekttransistors 310), auftreffen kann. Weiterhin können auch Trägersubstrat 101, sowie die Dielektrikumsschicht 603, zumindest in dem Bereich des organischen Feldeffekttransistors 310 und des Elektrolumineszenzbauteils 309, transparent sein.Like the transparent electroluminescent bottom electrode 601 of the electroluminescent component 309 so can the control electrode 609 of the organic field effect transistor 310 be transparent, such that radiation through this control electrode 609 can penetrate through to the semiconductive layer 611 of the organic field effect transistor 310 hold true. In other words, the control electrode 609 of the organic field effect transistor 609 be transparent, so that the light is undamped on the light-sensitive layer, the organic semiconductor (the semiconductive layer 611 of the organic field effect transistor 310 ). Furthermore, carrier substrate can also be used 101 , as well as the dielectric layer 603 , at least in the region of the organic field effect transistor 310 and the electroluminescent device 309 to be transparent.

In dem in 6a gezeigten Zwischenprodukt ist die Dielektrikumsschicht 603 durchgängig über das gesamte Trägersubstrat 101 ausgeführt. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können sowohl das Elektrolumineszenzbauteil 309 als auch der organische Feldeffekttransistor 310 jeweils eine eigene Dielektrikumsschicht aufweisen, welche von der Dielektrikumsschicht des anderen Funktionselements getrennt ist.In the in 6a The intermediate product shown is the dielectric layer 603 consistently over the entire carrier substrate 101 executed. According to further embodiments, both the electroluminescent component 309 as well as the organic field effect transistor 310 each having its own dielectric layer, which is separated from the dielectric layer of the other functional element.

Die in 6a gezeigten Schichten des Elektrolumineszenzbauteils 309 und des organischen Feldeffekttransistors 310 können mittels kompatibler Herstellungsprozesse hergestellt werden.In the 6a shown layers of the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 can be produced by means of compatible manufacturing processes.

Das Gesamtsystem (also ein Mikrofluidikmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung) kann durch Umklappen des Funktionssubstrats (des Trägersubstrats 101) hergestellt werden. Das Umklappen kann dabei so erfolgen, dass der erste Oberflächenbereich 111 und der zweite Oberflächenbereich 115 des Trägersubstrats 101 nach dem Umklappen gegenüberliegend zueinander sind, oder mit anderen Worten, dass das Elektrolumineszenzbauteil 309 sowie der organische Feldeffekttransistor 310 gegenüberliegend zueinander sind.The overall system (ie a microfluidic module according to an exemplary embodiment of the present invention) can be produced by folding over the functional substrate (of the carrier substrate 101 ) getting produced. The folding over can take place in such a way that the first surface area 111 and the second surface area 115 of the carrier substrate 101 after folding over each other, or in other words that the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 are opposite each other.

Mit anderen Worten kann bei dem Schritt 503 des Verbindens der Kanalstruktur mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats, das Trägersubstrat um die Kanalstruktur umgeklappt werden, derart, dass das erste Funktionselement gegenüberliegend dem zweiten Funktionselement angeordnet ist und zumindest ein Teil des Kanalbereichs sich zwischen dem ersten Funktionselement und dem zweiten Funktionselement befindet.In other words, at the step 503 connecting the channel structure to the first main surface of the carrier substrate, the carrier substrate are folded over the channel structure such that the first functional element is arranged opposite the second functional element is and at least a part of the channel region is located between the first functional element and the second functional element.

6b zeigt das Zwischenprodukt aus 6a nach dem Umklappen und Verbinden des Trägersubstrats 101 mit einer Kanalstruktur. In dem in 6b gezeigten Beispiel weist die Kanalstruktur ein erstes Kanalstrukturelement 313a und ein zweites Kanalstrukturelement 313b auf. Das in 6b gezeigte Mikrofluidikmodul kann daher ähnlich dem in 3 gezeigten Mikrofluidikmodul 300 sein, wobei in der Abbildung in 6b zusätzlich Schichtenaufbauten des Elektrolumineszenzbauteils 309 und des organischen Feldeffekttransistors 310 gezeigt sind. 6b indicates the intermediate 6a after folding and connecting the carrier substrate 101 with a channel structure. In the in 6b As shown, the channel structure has a first channel structure element 313a and a second channel structure element 313b on. This in 6b Therefore, the microfluidic module shown can be similar to the one shown in FIG 3 shown microfluidic module 300 being in the figure in 6b additionally layered structures of the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 are shown.

In 6b ist die Dielektrikumsschicht 603 nicht mehr durchgängig dargestellt, d. h. das Elektrolumineszenzbauteil 309 und der organische Feldeffekttransistor 310 weisen separate Dielektrikumsschichten auf. Wie bereits erläutert kann bei der Herstellung des Elektrolumineszenzbauteils 309 und des organischen Feldeffekttransistors 310 jedem Funktionselement eine eigene Dielektrikumsschicht zugeordnet werden, welche von der Dielektrikumsschicht des jeweils anderen Funktionselements getrennt ist. Weiterhin kann aber auch eine gemeinsame Dielektrikumsschicht auf der Substratschicht 101 hergestellt werden. Diese Dielektrikumsschicht kann vor dem Umklappen des Trägersubstrats 101, beispielsweise in einem Verbindungsabschnitt des Trägersubstrats 101, durch geeignete Strukturierungsprozesse entfernt werden.In 6b is the dielectric layer 603 no longer shown throughout, ie the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 have separate dielectric layers. As already explained, in the production of the electroluminescent component 309 and the organic field effect transistor 310 Each functional element to be assigned its own dielectric layer, which is separated from the dielectric layer of the respective other functional element. Furthermore, however, it is also possible for a common dielectric layer to be present on the substrate layer 101 getting produced. This dielectric layer may be prior to folding the carrier substrate 101 For example, in a connecting portion of the carrier substrate 101 be removed by suitable structuring processes.

Wie aus 6b ersichtlich, kann das Gesamtsystem (also ein Mikrofluidikmodul) durch Umklappen des Funktionssubstrats (des Trägersubstrats 101) um das Fluidiksubstrat (um die Kanalstruktur bzw. die Kanalstrukturelemente 313a, 313b) herum und eine Verklebung hergestellt werden. Weiterhin ist es möglich, auch das Fluidiksubstrat (die Kanalstruktur) aus dem gleichen Material wie die Funktionssubstrate (wie das Trägersubstrat 101) herzustellen und das dann gleichzeitig mit diesen zu prozessieren. Das Endsystem (ein Mikrofluidikmodul) kann dann durch Ineinanderfalten der einzelnen Substratteile und deren Verklebung aufgebaut werden.How out 6b can be seen, the entire system (ie a microfluidic module) by folding the functional substrate (the carrier substrate 101 ) around the fluidic substrate (around the channel structure or channel structure elements) 313a . 313b ) and a bond are made. Furthermore, it is also possible for the fluidic substrate (the channel structure) to be made of the same material as the functional substrates (such as the carrier substrate) 101 ) and then process it simultaneously with them. The end system (a microfluidic module) can then be constructed by folding the individual substrate parts into one another and bonding them to one another.

Im Folgenden sollen noch kurz an der 7a bis 7d vier verschiedene Beispiele zur Faltung eines Trägersubstrats und Verbindung dessen mit einer Kanalstruktur zur Herstellung eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Zur Vereinfachung sind in den folgenden Zeichnungen an dem Trägersubstrat angeordnete Funktionselemente nicht dargestellt. Weiterhin weist bei dem in 7a bis 7c gezeigten Beispielen eine Kanalstruktur jeweils zwei Kanalstrukturelemente 313a, 313b auf, jedoch sind die gezeigten Beispiele auch auf eine beliebige Anzahl von Kanalstrukturelementen anwendbar. So ist beispielsweise auch eine Realisierung verwendbar, bei der die Kanalstruktur lediglich ein Kanalstrukturelement aufweist, wie dies beispielsweise anhand von 1 gezeigt ist.Below are still briefly at the 7a to 7d four different examples for folding a carrier substrate and its connection with a channel structure for producing a microfluidic module according to an embodiment of the present invention will be described. For simplicity, functional elements arranged on the carrier substrate are not shown in the following drawings. Furthermore, in the in 7a to 7c a channel structure shown in each case two channel structure elements 313a . 313b however, the examples shown are also applicable to any number of channel structure elements. Thus, for example, a realization can be used in which the channel structure has only one channel structure element, as for example with reference to FIG 1 is shown.

7a zeigt eine erste Möglichkeit der Faltung eines Trägersubstrats 101. In dem in 7a gezeigten Beispiel liegt das Funktionssubstrat, also die Kanalstruktur getrennt von dem Trägersubstrat 101 vor. 7a-1 zeigt das Trägersubstrat 101 vor dem Umklappen. Das Trägersubstrat 101 weist einen ersten Trägersubstratabschnitt 123 und einen zweiten Trägersubstratabschnitt 125 auf, welche über einen dritten Trägersubstratabschnitt 127 miteinander verbunden sind. Der dritte Trägersubstratabschnitt 127 bildet daher einen Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 und dem zweiten Trägersubstratabschnitt 125. 7a shows a first possibility of folding a carrier substrate 101 , In the in 7a the example shown, the functional substrate, so the channel structure is separated from the carrier substrate 101 in front. 7a-1 shows the carrier substrate 101 before folding. The carrier substrate 101 has a first carrier substrate portion 123 and a second carrier substrate portion 125 which, via a third carrier substrate portion 127 connected to each other. The third carrier substrate portion 127 therefore forms a connecting portion between the first carrier substrate portion 123 and the second carrier substrate portion 125 ,

Weiterhin kann das Trägersubstrat 101 Perforationen 707 (beispielsweise Laserperforationen) aufweisen, welche beispielsweise als Falt- und Justagehilfe dienen können. Die Perforationen können beispielsweise einen Falt- oder Knickbereich des Trägersubstrats 101 vorgeben. Die Perforationen können, wie in 7a gezeigt im Bereich des Verbindungsabschnitts 127 angeordnet sein, welcher beispielsweise einen Faltungsabschnitt des fertigen Mikrofluidikmoduls bildet. Durch die Perforationen lässt sich das Trägersubstrat einfacher an der gewünschten Stelle falten, wodurch sich gewährleisten lässt, dass die Funktionselemente des Mikrofluidikmoduls nach dem Falten bzw. Umklappen passgenau gegenüberliegenden zueinander angeordnet sind.Furthermore, the carrier substrate 101 perforations 707 (For example, laser perforations), which can serve as a folding and adjustment help, for example. The perforations may, for example, a fold or bend region of the carrier substrate 101 pretend. The perforations can, as in 7a shown in the region of the connection section 127 be arranged, which for example forms a folding portion of the finished microfluidic module. By means of the perforations, the carrier substrate can be folded more easily at the desired location, which ensures that the functional elements of the microfluidic module are arranged precisely opposite one another after folding or folding over.

7a-2 zeigt das Trägersubstrat 101 nach dem Umklappen und dem Verbinden mit einer Kanalstruktur bzw. mit zwei Kanalstrukturelementen 313a, 313b. Die beiden Kanalstrukturelemente 313a, 313b werden mit dem Trägersubstrat 101, beispielsweise mit Hilfe von Haftvermittlerschichten verklebt. 7a-2 shows the carrier substrate 101 after folding over and connecting to a channel structure or with two channel structure elements 313a . 313b , The two channel structure elements 313a . 313b be with the carrier substrate 101 , glued for example by means of adhesion promoter layers.

7b zeigt eine weitere Möglichkeit der Faltung des Trägersubstrats 101, um ein Mikrofluidikmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Das in 7b gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 7a gezeigten Beispiel dadurch, dass die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat 101 gebildet ist. 7b shows a further possibility of folding the carrier substrate 101 to obtain a microfluidic module according to an embodiment of the present invention. This in 7b Example shown differs from that in 7a shown example in that the channel structure integral with the carrier substrate 101 is formed.

7b-1 zeigt das Trägersubstrat 101 vor der Faltung. Um die Kanalstruktur herauszubilden, kann das Trägersubstrat 101 mittels geeigneter Strukturierungsprozesse strukturiert werden. In 7b-1 sind die Bereiche des Trägersubstrats 101 markiert, welche mit Hilfe dieser Strukturierungsprozesse entfernt werden, um die Kanalstruktur herauszubilden. 7b-1 shows the carrier substrate 101 before folding. To form the channel structure, the carrier substrate 101 be structured by means of suitable structuring processes. In 7b-1 are the areas of the carrier substrate 101 which are removed by means of these structuring processes to form the channel structure.

7b-2 zeigt das Trägersubstrat 101 nach der Strukturierung, so dass die zwei Kanalstrukturelemente 313a, 313b herausgebildet sind. In dem in 7b-2 gezeigten Beispiel sind die Kanalstrukturelemente 313a, 313b Bestandteile des ersten Trägersubstratabschnitts 323. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können die beiden Kanalstrukturelemente 313a, 313b aber auch Bestandteile des zweiten Trägersubstratabschnitts 125 sein. 7b-2 shows the carrier substrate 101 after structuring, leaving the two channel structure elements 313a . 313b are formed. In the in 7b-2 The example shown is the channel structure elements 313a . 313b Components of the first carrier substrate portion 323 , According to further embodiments, the two channel structure elements 313a . 313b but also components of the second carrier substrate section 125 be.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der Schritt des Strukturierens der Kanalstruktur auch weggelassen werden, beispielsweise wenn das Trägersubstrat 101 bereits, beispielsweise durch eine Herstellung mittels Spritzguss, wie in 7b-2 gezeigt, bereitgestellt wird.According to further embodiments, the step of structuring the channel structure may also be omitted, for example when the carrier substrate 101 already, for example, by a production by injection molding, as in 7b-2 shown is provided.

7b-3 zeigt das Trägersubstrat 101 nach dem Umklappen des Trägersubstrats 101, derart, dass der erste Trägersubstratabschnitt 123 gegenüber dem zweiten Trägersubstratabschnitt 125 angeordnet ist, und dass diese beiden Trägersubstratabschnitte 123, 125 über den dritten Trägersubstratabschnitt 127 bzw. den Verbindungsabschnitt 127 miteinander verbunden sind. Ein Vorteil dieses gezeigten Verfahrens gegenüber dem in 7a gezeigten Verfahren ist, dass Haftvermittlerschichten lediglich noch an einem Trägersubstratabschnitt des Trägersubstrats 101 vorliegen, um den zweiten Trägersubstratabschnitt 125 mit den Kanalstrukturelementen 313a, 313b zu verbinden, während bei dem in 7a gezeigten Beispiel sowohl Haftvermittlerschichten zwischen dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 und den Kanalstrukturelementen 313a, 313b als auch zwischen dem zweiten Trägersubstratabschnitt 125 und den beiden Kanalstrukturelementen 313a, 313b vorhanden sind. 7b-3 shows the carrier substrate 101 after folding over the carrier substrate 101 such that the first carrier substrate portion 123 opposite to the second carrier substrate portion 125 is arranged, and that these two carrier substrate sections 123 . 125 over the third carrier substrate portion 127 or the connection section 127 connected to each other. An advantage of this method shown over in 7a The method shown is that adhesion promoter layers only on a carrier substrate portion of the carrier substrate 101 present to the second carrier substrate portion 125 with the channel structure elements 313a . 313b to connect while at the in 7a both adhesion promoter layers between the first carrier substrate section 123 and the channel structure elements 313a . 313b as well as between the second carrier substrate portion 125 and the two channel structure elements 313a . 313b available.

7c zeigt ein weiteres Beispiel zur Verbindung eines Trägersubstrats mit einer Kanalstruktur, um einen Kanalbereich zu bilden. Wie auch schon bei dem Beispiel in 7b, ist bei dem Beispiel in 7c die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat 101 ausgebildet. Das in 7c gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 7b gezeigten Beispiel dadurch, dass das Trägersubstrat mehrfach gefaltet wird (in dem in 7c gezeigten Beispiel zweimal), um den Kanalbereich zu erhalten. 7c shows another example of connecting a carrier substrate with a channel structure to form a channel region. As with the example in 7b , is in the example in 7c the channel structure integral with the carrier substrate 101 educated. This in 7c Example shown differs from that in 7b shown example in that the carrier substrate is folded several times (in the in 7c shown example twice) to obtain the channel area.

7c-1 zeigt das Trägersubstrat 101 vor dem ersten Faltungsschritt. Aus 7c-1 wird deutlich, dass die Kanalstruktur 113 über einen ersten Verbindungsabschnitt 701 mit dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 verbunden ist. Der erste Trägersubstratabschnitt 123 ist über den dritten Trägersubstratabschnitt 127 (welcher beispielsweise einen zweiten Verbindungsabschnitt bildet) mit dem zweiten Trägersubstratabschnitt 125 verbunden. 7c-1 shows the carrier substrate 101 before the first folding step. Out 7c-1 it becomes clear that the channel structure 113 via a first connecting section 701 with the first carrier substrate portion 123 connected is. The first carrier substrate portion 123 is over the third carrier substrate portion 127 (which, for example, forms a second connecting portion) with the second carrier substrate portion 125 connected.

7c-2 zeigt das Trägersubstrat 101 nach dem ersten Faltungsschritt. Dabei wird das Trägersubstrat 101 so gefaltet, dass die Kanalstruktur 113 gegenüber dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 liegt und an diesen angrenzt. In diesem Schritt kann die Kanalstruktur 113 gleich mit dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 verklebt werden. Weiterhin wird ersichtlich, dass der erste Verbindungsabschnitt 701 einen ersten Faltungsabschnitt bildet. Anschließend an das erste Falten des Trägersubstrats 101 können die überschüssigen Teile der Kanalstruktur 113 entfernt werden, beispielsweise so, dass lediglich zwei Kanalstrukturelemente 313a, 313b verbleiben. In 7c-2 ist der Teil der Kanalstruktur 113 schraffiert dargestellt, welcher entfernt werden kann, um später den Kanalbereich 117 zu bilden. Das Strukturieren der Kanalstruktur 113 kann beispielsweise mit einem oder mehreren der im Vorherigen genannten Strukturierungsprozesse erfolgen. 7c-2 shows the carrier substrate 101 after the first folding step. In this case, the carrier substrate 101 so folded that the channel structure 113 opposite to the first carrier substrate portion 123 lies and adjacent to these. In this step, the channel structure 113 equal to the first carrier substrate portion 123 be glued. Furthermore, it will be apparent that the first connection section 701 forms a first folding section. Following the first folding of the carrier substrate 101 can remove the excess parts of the channel structure 113 be removed, for example so that only two channel structure elements 313a . 313b remain. In 7c-2 is the part of the channel structure 113 hatched, which can be removed to later the channel area 117 to build. The structuring of the channel structure 113 can be done, for example, with one or more of the aforementioned structuring processes.

7c-3 zeigt das Trägersubstrat 101 nach der Strukturierung der Kanalstruktur 113. Es bleiben daher lediglich die beiden Kanalstrukturelemente 313a, 313b übrig, welche voneinander getrennt sind. 7c-3 shows the carrier substrate 101 after structuring the channel structure 113 , Therefore, only the two channel structure elements remain 313a . 313b left over, which are separated from each other.

In einem weiteren Faltungsschritt kann nun der Kanalbereich 117 durch Umklappen des zweiten Trägersubstratabschnitts 125 und Verbinden dessen mit den Kanalstrukturelementen 313a, 313b gebildet werden. Der zweite Trägersubstratabschnitt 125 kann beispielsweise mit den beiden Kanalstrukturelementen 313a, 313b mittels einer Haftvermittlerschicht verklebt werden.In a further folding step, the channel area can now 117 by folding over the second carrier substrate section 125 and connecting it to the channel structure elements 313a . 313b be formed. The second carrier substrate portion 125 can, for example, with the two channel structure elements 313a . 313b be glued by means of a primer layer.

7c-4 zeigt das Trägersubstrat 101 nach dem zweiten Faltungsschritt. Es ist deutlich, dass der dritte Trägersubstratabschnitt 127, also der zweite Verbindungsabschnitt 127 einen zweiten Faltungsabschnitt des Trägersubstrats 101 bildet. 7c-4 shows the carrier substrate 101 after the second folding step. It is clear that the third carrier substrate section 127 , So the second connection section 127 a second folding portion of the supporting substrate 101 forms.

Das in 7c gezeigte Beispiel hat gegenüber dem in 7b gezeigten Beispiel den Vorteil, dass bei der Strukturierung des Trägersubstrats 101 um die Kanalstruktur 113 zu erhalten, weniger Material von dem Trägersubstrat 101 entfernt wird, wodurch Materialkosten gesenkt werden.This in 7c Example shown has opposite to in 7b The example shown has the advantage that in the structuring of the carrier substrate 101 around the canal structure 113 to obtain less material from the carrier substrate 101 is removed, thereby reducing material costs.

7d zeigt ein weiteres Beispiel zur Verbindung eines Trägersubstrats mit einer Kanalstruktur, um einen Kanalbereich zu bilden. Wie auch schon bei den Beispiel in 7b und 7c, ist bei dem Beispiel in 7d die Kanalstruktur einstückig mit dem Trägersubstrat 101 ausgebildet. Das in 7d gezeigte Beispiel unterscheidet sich von den in den 7b und 7c gezeigten Beispielen dadurch, dass das Trägersubstrat gerollt wird, um den Kanalbereich zu bilden. 7d shows another example of connecting a carrier substrate with a channel structure to form a channel region. As with the example in 7b and 7c , is in the example in 7d the channel structure integral with the carrier substrate 101 educated. This in 7d Example shown differs from those in the 7b and 7c shown by the fact that the carrier substrate is rolled to form the channel region.

7d-1 zeigt das Trägersubstrat 101 vor dem Rollen. Angrenzend an den ersten Trägersubstratabschnitt 123 weist das Trägersubstrat 101 ein erstes Endstück 703 auf. Angrenzend an den zweiten Trägersubstratabschnitt 125 weist das Trägersubstrat 101 ein zweites Endstück 705 auf Der erste Trägersubstratabschnitt 123 ist über den dritten Trägersubstratabschnitt 127 (welcher beispielsweise einen Verbindungsabschnitt bildet) mit dem zweiten Trägersubstratabschnitt 125 verbunden. Die erste Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 kann im Bereich des zweiten Endstück 705 eine Adhäsivschicht (oder Haftvermittlerschicht) aufweisen und/oder die zweite Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 kann im Bereich des ersten Endstücks 703 eine Adhäsivschicht (oder Haftvermittlerschicht) auf weisen. 7d-1 shows the carrier substrate 101 before rolling. Adjacent to the first Carrier substrate section 123 has the carrier substrate 101 a first tail 703 on. Adjacent to the second carrier substrate portion 125 has the carrier substrate 101 a second tail 705 on the first carrier substrate section 123 is over the third carrier substrate portion 127 (which, for example, forms a connecting portion) with the second carrier substrate portion 125 connected. The first main surface 103 of the carrier substrate 101 can be in the area of the second tail 705 an adhesive layer (or adhesive layer) and / or the second major surface 105 of the carrier substrate 101 can be in the area of the first tail 703 an adhesive layer (or primer layer) have.

7d-2 zeigt das Trägersubstrat 101 nach Rollen. Dabei wird das Trägersubstrat 101 so gerollt, dass die erste Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 im Bereich des zweiten Endstück 705 mit der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 im Bereich des ersten Endstücks 703 in Kontakt steht. In diesem Schritt kann die erste Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 im Bereich des zweiten Endstück 705 mit der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 im Bereich des ersten Endstücks 703 verbunden (beispielsweise verklebt werden), beispielsweise mittels der Adhäsivschicht zwischen der ersten Hauptoberfläche 103 des Trägersubstrats 101 und der zweiten Hauptoberfläche 105 des Trägersubstrats 101 in diesem Überlappbereich. Das erste Endstück 703 kann beispielsweise eine Kanalstruktur des fertigen Mikrofluidikmoduls bilden. 7d-2 shows the carrier substrate 101 after roles. In this case, the carrier substrate 101 so rolled that the first main surface 103 of the carrier substrate 101 in the area of the second end piece 705 with the second main surface 105 of the carrier substrate 101 in the area of the first end piece 703 in contact. In this step, the first main surface 103 of the carrier substrate 101 in the area of the second end piece 705 with the second main surface 105 of the carrier substrate 101 in the area of the first end piece 703 connected (for example glued), for example by means of the adhesive layer between the first main surface 103 of the carrier substrate 101 and the second main surface 105 of the carrier substrate 101 in this overlap area. The first tail 703 For example, it may form a channel structure of the finished microfluidic module.

In 7d nicht gezeigt sind mögliche Stabilisierungsstrukturen, welche im Kanalbereich 117 oder angrenzend an diesen angeordnet werden können, um eine Stabilität des gerollten Mikrofluidikmoduls zu erhöhen. Weiterhin kann auch der Überlappbereich zwischen dem ersten Endstück 703 und dem zweiten Endstück 705 des Trägersubstrat 101 so gewählt werden, dass dieser zu einer erhöhten Stabilität des Trägersubstrats 101 und einer erhöhten Dichtigkeit des Kanalbereichs 117 beiträgt. So kann beispielsweise eine Länge des Überlappbereichs durch Verändern der Länge der Endstücke 703, 705 des Trägersubstrats 101 variiert werden.In 7d not shown are possible stabilization structures which are in the channel region 117 or adjacent to it to increase stability of the rolled microfluidic module. Furthermore, also the overlap area between the first end piece 703 and the second tail 705 of the carrier substrate 101 be chosen so that this to an increased stability of the carrier substrate 101 and an increased tightness of the channel region 117 contributes. For example, a length of the overlap area can be changed by changing the length of the end pieces 703 . 705 of the carrier substrate 101 be varied.

Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass lediglich zur Vereinfachung in den in 7a bis 7d gezeigten Beispielen keine Funktionselemente auf dem Trägersubstrat 101 angeordnet sind. So wird typischerweise bei der Herstellung eines Mikrofluidikmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mindestens ein Funktionselement an einem Oberflächenbereich des Trägersubstrats 101 noch vor der ersten Faltung angeordnet. Beispielsweise kann an dem ersten Trägersubstratabschnitt 123 das in den in 3 und 6a gezeigte Elektrolumineszenzbauteil 309 angeordnet sein und an dem zweiten Trägersubstratabschnitt 125 kann der in den 3 und 6a gezeigte organische Feldeffekttransistor 310 angeordnet sein.It is pointed out again that only for the sake of simplicity in the in 7a to 7d shown examples no functional elements on the carrier substrate 101 are arranged. Thus, during the production of a microfluidic module according to an exemplary embodiment of the present invention, at least one functional element typically becomes on a surface region of the carrier substrate 101 arranged before the first folding. For example, at the first carrier substrate portion 123 that in the in 3 and 6a shown electroluminescent component 309 be arranged and on the second carrier substrate portion 125 can the in the 3 and 6a shown organic field effect transistor 310 be arranged.

Im Folgen sollen nun noch kurz einige Aspekte von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zusammengefasst werden.In the following, some aspects of embodiments of the present invention will briefly be summarized.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann eine Sensoranordnung auch ausgebildet sein, um eine elektrochemische Detektion vorzunehmen. So können Funktionselemente der Sensoranordnung beispielsweise in dem Kanalbereich oder angrenzend an den diesen eines Mikrofluidikmoduls angeordnet sein, beispielsweise an der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats. Eine elektrochemische Reaktion in dem Kanalbereich kann beispielsweise durch Vermischen einer Probe mit einer Reagenzie (welche beispielsweise in dem Kanalbereich vorgelagert ist oder zugeführt wird) erzeugt werden, oder durch direkte elektrochemische Aktivität des Analyten. Durch die elektrische Reaktion (typischerweise eine Redoxreaktion) gibt das in dem Kanalbereich befindliche Fluid Elektronen an eine Elektrode ab bzw. nimmt sie von einer Elektrode auf, welche auf die Funktionselemente der Sensoranordnung treffen und eine Spannung (potentiometrische Messung) bzw. einen Strom (amperometrische Messung) erzeugen, die bzw. der von der Sensoranordnung detektiert werden kann. Verschiedene Analyten im Fluid können verschiedene Spannungen bzw. Ströme erzeugen, anhand welche sicher eine Aussage über das im Kanalbereich befindliche Fluid (bzw. die im Kanalbereich befindliche Probe) treffen lässt.In further embodiments, a sensor arrangement may also be designed to perform an electrochemical detection. Thus, functional elements of the sensor arrangement can be arranged, for example, in the channel region or adjacent to the latter of a microfluidic module, for example on the first main surface of the carrier substrate. For example, an electrochemical reaction in the channel region may be created by mixing a sample with a reagent (which is upstream or added, for example, in the channel region), or by direct electrochemical activity of the analyte. By means of the electrical reaction (typically a redox reaction), the fluid in the channel region releases or picks up electrons from an electrode which strike the functional elements of the sensor arrangement and generate a voltage (potentiometric measurement) or a current (amperometric measurement) Measurement) that can be detected by the sensor assembly. Different analytes in the fluid can generate different voltages or currents, by means of which it is safe to make a statement about the fluid in the channel area (or the sample in the channel area).

Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann eine Sensoranordnung eine kapazitive Sensoranordnung sein, welche ausgebildet ist, um eine, durch ein Fluid im Kanalbereich veränderte Kapazität eines Kondensators zu detektieren. Mit anderen Worten kann die kapazitive Sensoranordnung basierend auf einer Probe im Kanalbereich eine veränderte dielektrische Eigenschaft dieser, anhand einer Kapazitätsänderung des Kondensators erfassen bzw. messen. So können Funktionselemente der Sensoranordnung beispielsweise Kondensatorplatten des Kondensators bilden, wobei der Kanalbereich zwischen den Kondensatorplatten angeordnet ist und die Sensoranordnung eine Veränderung der Kapazität des Kondensators detektieren kann. So kann das im Kanalbereich befindliche Fluid beispielsweise zumindest einen Teil eines Dielektrikums zwischen den beiden Kondensatorplatten bilden. Verschiedene Fluide können verschiedene Dielektrikumskonstanten aufweisen und damit zu verschiedenen Kapazitäten des Kondensators führen. Anhand einer Messung der Kapazität des Kondensators durch die Sensoranordnung, kann daher eine Aussage über eine Zusammensetzung des in dem Kanalbereich befindlichen Fluids (d. h. der Probe) getroffen werden. Bei der Ausführung der Sensoranordnung als kapazitive Sensoranordnung können die Funktionselemente sowohl an der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats (also in dem Kanalbereich oder angrenzend an diesen) als auch an der zweiten Hauptoberfläche des Trägersubstrats (so dass das Trägersubstrat zwischen dem Kanalbereich und den Funktionselementen angeordnet ist) angeordnet sein.In further embodiments, a sensor arrangement may be a capacitive sensor arrangement which is designed to detect a capacitance of a capacitor which is changed by a fluid in the channel region. In other words, based on a sample in the channel region, the capacitive sensor arrangement can detect or measure a changed dielectric property of the capacitor based on a capacitance change of the capacitor. For example, functional elements of the sensor arrangement can form capacitor plates of the capacitor, wherein the channel region is arranged between the capacitor plates and the sensor arrangement can detect a change in the capacitance of the capacitor. For example, the fluid in the channel region can form at least part of a dielectric between the two capacitor plates. Different fluids may have different dielectric constants and thus lead to different capacitances of the capacitor. On the basis of a measurement of the capacitance of the capacitor by the sensor arrangement, therefore, a statement about a Composition of the located in the channel region fluid (ie the sample) are taken. When the sensor arrangement is designed as a capacitive sensor arrangement, the functional elements can be arranged both on the first main surface of the carrier substrate (ie in the channel region or adjacent thereto) and on the second main surface of the carrier substrate (such that the carrier substrate is arranged between the channel region and the functional elements). be arranged.

Die kapazitive Messung kann auch mit Hilfe eines Bioassays stattfinden, welcher durch Bindung mit im Fluid vorhandenen Molekülen gezielt die Dielektrizitätskonstante in der Umgebung des Kondensators verändert. Dabei kommen bevorzugt Planare, z. B. interdigitale Kondensatoren zum Einsatz, welche auf einer oder auf beiden Seiten des Kanals (Kanalbereichs) angeordnet sein können.The capacitive measurement can also take place with the aid of a bioassay which, by binding with molecules present in the fluid, specifically changes the dielectric constant in the environment of the capacitor. In this case preferably planar, z. B. interdigital capacitors are used, which can be arranged on one or both sides of the channel (channel region).

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Mikrofluidikmodul auf Polymerbasis mit integrierter optischer Detektion.Embodiments of the present invention provide a polymer-based microfluidic module with integrated optical detection.

Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein vollintegriertes Lab- und Chipmodul mit optischer Detektion, hergestellt auf Polymersubstrat.Further embodiments of the present invention provide a fully integrated lab and chip module with optical detection made on polymer substrate.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine Verwendung kostengünstiger Polymermaterialien und kostengünstiger Herstellungsprozesse.Embodiments of the present invention allow use of low cost polymeric materials and low cost manufacturing processes.

Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden organische Transistoren als Photodetektoren oder Strahlungsdetektoren verwendet.In some embodiments of the present invention, organic transistors are used as photodetectors or radiation detectors.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden kostengünstig auf Folien herstellbare Leuchtelemente, wie beispielsweise Elektrolumineszenzbauelemente verwendet.In further exemplary embodiments of the present invention, light-emitting elements that can be produced on films, such as, for example, electroluminescent components, are used cost-effectively.

Weiterhin sind bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Funktionsstrukturen sowohl auf Deckel und Boden des Lab-on-Chip Moduls möglich trotz/mittels einseitiger technologischer Prozessierung aufgrund der Faltlösung, wie sie anhand der 6a bis 7c beschrieben wurde.Furthermore, in embodiments of the present invention, functional structures on both the lid and bottom of the lab-on-chip module are possible despite / by one-sided technological processing due to the folding solution, as they are based on the 6a to 7c has been described.

Weiterhin kann bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Feuchteanfälligkeit der organischen Materialien und deren Einfluss auf den Strom des Transistors durch eine geeignete Messmethode zum größten Teil ausgeschaltet werden.Furthermore, in some embodiments of the present invention, moisture susceptibility of the organic materials and their influence on the current of the transistor can be largely eliminated by a suitable measuring method.

Einige Ausführungsbeispiele ermöglichen eine Herstellung einer gesamten Mikrofluidik, Anregung und Detektion auf Foliensubstraten.Some embodiments allow fabrication of entire microfluidics, excitation, and detection on film substrates.

Weiterhin ermöglichen Ausführungsbeispiele eine Herstellung von Anregung, Detektion und Mikrofluidik auf einem einzigen Foliensubstrat durch geeignete Prozesswahl und einer Assemblierung durch Faltung.Furthermore, embodiments enable production of excitation, detection and microfluidics on a single film substrate by suitable process selection and assembly by convolution.

Bei einigen Ausführungsbeispielen werden Folienstapel als Fluidiksubstrat verwendet, um den Justageaufwand bei der Assemblierung des Gesamtmoduls zu vermindern.In some embodiments, film stacks are used as the fluidic substrate to reduce the adjustment effort in assembling the overall module.

Weitere Ausführungsbeispiele verwenden eine transparente Gateelektrode für einen organischen Phototransistor.Other embodiments use a transparent gate electrode for an organic phototransistor.

Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Messmethode zur Reduktion des Einflusses von (feuchtigkeits- und altersbedingten) Leckströmen in organischen Halbleiterstrukturen um eine effektive Stabilisierung des Sensors zu ermöglichen. Ausführungsbeispiele nutzen daher die Überlegenheit von organischen Feldeffektransistoren als Detektionselemente gegenüber organischen Photodioden.Further embodiments provide a measuring method for reducing the influence of (moisture and age-related) leakage currents in organic semiconductor structures in order to enable effective stabilization of the sensor. Embodiments therefore use the superiority of organic field effect transistors as detection elements over organic photodiodes.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • http://www3.imperial.ac.uk/people/thomas.anthopoulos [0104] http://www3.imperial.ac.uk/people/thomas.anthopoulos [0104]
  • http://spie.org/x38725.xml?ArticleID=x38725 [0104] http://spie.org/x38725.xml?ArticleID=x38725 [0104]
  • Solid State Electronics, Volume 51, Issue 7, July 2007, Pages 1052–1055, Yong-Young Noh, Dong-Yu Kim [0104] Solid State Electronics, Volume 51, Issue 7, July 2007, Pages 1052-1055, Yong-Young Noh, Dong-Yu Kim [0104]

Claims (28)

Mikrofluidikmodul zur Analyse von Fluiden, mit folgenden Merkmalen: einem einstückigen Trägersubstrat (101) mit einer ersten Hauptoberfläche (103) und einer, der ersten Hauptoberfläche (103) gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche (105); einer Sensoranordnung (107, 207a, 207b, 307), wobei ein erstes Funktionselement (109, 209a, 209b, 309) der Sensoranordnung (107, 207a, 207b, 307) an einem ersten Oberflächenbereich (111) des Trägersubstrats (101) angeordnet ist; und einer Kanalstruktur (113), die mit der ersten Hauptoberfläche (103) des Trägersubstrats (101) verbunden ist, so dass sich ein Kanalbereich (117) zwischen dem ersten Oberflächenbereich (111) des Trägersubstrats (101) und einem, dem ersten Oberflächenbereich (111) gegenüberliegenden zweiten Oberflächenbereich (115) des Trägersubstrats (101) ausbildet, der von der Kanalstruktur (113) und dem Trägersubstrat (101) umgeben ist.Microfluidic module for the analysis of fluids, comprising: a one-piece carrier substrate ( 101 ) with a first main surface ( 103 ) and one, the first main surface ( 103 ) opposite second major surface ( 105 ); a sensor arrangement ( 107 . 207a . 207b . 307 ), wherein a first functional element ( 109 . 209a . 209b . 309 ) of the sensor arrangement ( 107 . 207a . 207b . 307 ) at a first surface area ( 111 ) of the carrier substrate ( 101 ) is arranged; and a channel structure ( 113 ) with the first main surface ( 103 ) of the carrier substrate ( 101 ), so that a channel region ( 117 ) between the first surface area ( 111 ) of the carrier substrate ( 101 ) and one, the first surface area ( 111 ) opposite second surface area ( 115 ) of the carrier substrate ( 101 ) formed by the channel structure ( 113 ) and the carrier substrate ( 101 ) is surrounded. Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 1, bei dem die Sensoranordnung (207a, 307) ein zweites Funktionselement (210a, 310) aufweist, welches an dem zweiten Oberflächenbereich (115) des Trägersubstrats (101) angeordnet ist; wobei das erste Funktionselement (209a, 309) eine Strahlungsquelle (209a, 309) ist und das zweite Funktionselement (210a, 310) ein Strahlungsdetektor (210a, 310) ist; und wobei eine strahlungsemittierende Oberfläche (212a) der Strahlungsquelle (209a, 309) dem Kanalbereich (117) zugewandt ist und eine strahlungsempfindliche Oberfläche (214a) des Strahlungsdetektors (210a, 310) dem Kanalbereich (117) zugewandt ist, derart, dass eine, von der Strahlungsquelle (209a, 309) emittierte Strahlung den Kanalbereich (117) durchquert, um auf die strahlungsempfindliche Oberfläche (214a) des Strahlungsdetektors (210a, 310) zu treffen.Microfluidic module according to claim 1, wherein the sensor arrangement ( 207a . 307 ) a second functional element ( 210a . 310 ), which at the second surface area ( 115 ) of the carrier substrate ( 101 ) is arranged; wherein the first functional element ( 209a . 309 ) a radiation source ( 209a . 309 ) and the second functional element ( 210a . 310 ) a radiation detector ( 210a . 310 ); and wherein a radiation-emitting surface ( 212a ) of the radiation source ( 209a . 309 ) the channel area ( 117 ) and a radiation-sensitive surface ( 214a ) of the radiation detector ( 210a . 310 ) the channel area ( 117 ), such that one, from the radiation source ( 209a . 309 ) emitted radiation the channel area ( 117 ) to access the radiation-sensitive surface ( 214a ) of the radiation detector ( 210a . 310 ) hold true. Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 1, bei dem die Sensoranordnung (207b) ein zweites Funktionselement (210b) aufweist, welches an dem ersten Oberflächenbereich (111) des Trägersubstrats (101) angeordnet ist; wobei das erste Funktionselement (209b) eine Strahlungsquelle (209b) ist, und das zweite Funktionselement (210b) ein Strahlungsdetektor (210b) ist; und wobei eine strahlungsemittierende Oberfläche (212b) der Strahlungsquelle (209b) und eine strahlungsempfindliche Oberfläche (214b) des Strahlungsdetektors (210b) dem Kanalbereich (117) zugewandt sind, derart, dass eine von der Strahlungsquelle (209b) emittierte Strahlung an einem in dem Kanalbereich (117) befindlichem Fluid zumindest teilweise reflektiert oder gestreut wird oder eine Lumineszenzemission bewirkt, und dass die resultierende Strahlung zumindest teilweise auf die strahlungsempfindliche Oberfläche (214b) des Strahlungsdetektors (210b) trifft.Microfluidic module according to claim 1, wherein the sensor arrangement ( 207b ) a second functional element ( 210b ), which at the first surface area ( 111 ) of the carrier substrate ( 101 ) is arranged; wherein the first functional element ( 209b ) a radiation source ( 209b ), and the second functional element ( 210b ) a radiation detector ( 210b ); and wherein a radiation-emitting surface ( 212b ) of the radiation source ( 209b ) and a radiation-sensitive surface ( 214b ) of the radiation detector ( 210b ) the channel area ( 117 ) such that one of the radiation source ( 209b ) emitted radiation at one in the channel region ( 117 ) is at least partially reflected or scattered or causes a luminescence emission, and that the resulting radiation at least partially on the radiation-sensitive surface ( 214b ) of the radiation detector ( 210b ) meets. Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 1, bei dem die Sensoranordnung (207c) ein zweites Funktionselement (210b) aufweist, welches an dem ersten Oberflächenbereich (111) des Trägersubstrats (101) angeordnet ist, und bei dem die Sensoranordnung (207c) ferner ein drittes Funktionselement (216) aufweist, welches an dem zweiten Oberflächenbereich (115) des Trägersubstrats (101) angeordnet ist; wobei das erste Funktionselement (209b) eine Strahlungsquelle (209b) ist; wobei das zweite Funktionselement (210b) ein Strahlungsdetektor (210b) ist; wobei das dritte Funktionselement (216) ein Reflexionselement (216) ist; und wobei eine strahlungsemittierende Oberfläche (212b) der Strahlungsquelle (209b), eine strahlungsempfindliche Oberfläche (214b) des Strahlungsdetektors (210b) und eine reflektierende Oberfläche (218) des Reflexionselements (216) dem Kanalbereich (117) zugewandt sind, derart, dass eine, von der Strahlungsquelle (209b) emittierte Strahlung den Kanalbereich (117) durchquert, um auf die reflektierende Oberfläche (218) des Reflexionselements (216) zu treffen, um von der reflektierenden Oberfläche (218) des Reflexionselements (216) zumindest teilweise reflektiert zu werden, um den Kanalbereich (117) erneut zu durchqueren, um auf die strahlungsempfindliche Oberfläche (214b) des Strahlungsdetektors (210b) zu treffen.Microfluidic module according to claim 1, wherein the sensor arrangement ( 207c ) a second functional element ( 210b ), which at the first surface area ( 111 ) of the carrier substrate ( 101 ), and in which the sensor arrangement ( 207c ) a third functional element ( 216 ), which at the second surface area ( 115 ) of the carrier substrate ( 101 ) is arranged; wherein the first functional element ( 209b ) a radiation source ( 209b ); wherein the second functional element ( 210b ) a radiation detector ( 210b ); wherein the third functional element ( 216 ) a reflection element ( 216 ); and wherein a radiation-emitting surface ( 212b ) of the radiation source ( 209b ), a radiation-sensitive surface ( 214b ) of the radiation detector ( 210b ) and a reflective surface ( 218 ) of the reflection element ( 216 ) the channel area ( 117 ) such that one, from the radiation source ( 209b ) emitted radiation the channel area ( 117 ) to access the reflective surface ( 218 ) of the reflection element ( 216 ) to hit from the reflective surface ( 218 ) of the reflection element ( 216 ) to be at least partially reflected to the channel region ( 117 ) again to access the radiation-sensitive surface ( 214b ) of the radiation detector ( 210b ) hold true. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Strahlungsquelle (209b, 309) eine Lichtquelle (209b, 309) ist und bei dem der Strahlungsdetektor (210b, 310) ein Lichtdetektor (210b, 310) ist und bei dem das Trägersubstrat (101) ein gemeinsames Substrat (101) für die Lichtquelle (209b, 309) und den Lichtdetektor (210b, 310) bildet; und wobei die Lichtquelle (209b, 309) und der Lichtdetektor (210b, 310), gegenüberliegend voneinander, auf derselben Hauptoberfläche (105) des Trägersubstrats (101) angeordnet sind.Microfluidic module according to one of Claims 2 to 4, in which the radiation source ( 209b . 309 ) a light source ( 209b . 309 ) and wherein the radiation detector ( 210b . 310 ) a light detector ( 210b . 310 ) and in which the carrier substrate ( 101 ) a common substrate ( 101 ) for the light source ( 209b . 309 ) and the light detector ( 210b . 310 ) forms; and wherein the light source ( 209b . 309 ) and the light detector ( 210b . 310 ), opposite one another, on the same main surface ( 105 ) of the carrier substrate ( 101 ) are arranged. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 2–5, bei dem der Strahlungsdetektor (310) ein Halbleiterbauelement ist und wobei eine Oberfläche einer halbleitenden Schicht (611) des Halbleiterbauelements (310) die strahlungsempfindliche Oberfläche (214b) des Halbleiterbauelements (310) bildet, derart, dass ein Photostrom zwischen einem Eingangsanschluss (613) und einem Ausgangsanschluss (614) des Halbleiterbauelements (310) in Abhängigkeit von auf die halbleitende Schicht (611) des Halbleiterbauelements (310) auftreffender Strahlung variabel ist.Microfluidic module according to one of claims 2-5, wherein the radiation detector ( 310 ) is a semiconductor device and wherein a surface of a semiconductive layer ( 611 ) of the semiconductor device ( 310 ) the radiation-sensitive surface ( 214b ) of the semiconductor device ( 310 ), such that a photocurrent between an input terminal ( 613 ) and an output terminal ( 614 ) of the semiconductor device ( 310 ) depending on the semiconductive layer ( 611 ) of the semiconductor device ( 310 ) incident radiation is variable. Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 6, bei dem das Halbleiterbauelement (310) ein Transistor (310) ist, wobei ein Potential an einem Steueranschluss des Transistors (310) innerhalb eines Toleranzbereiches gleich einem Potential an dem Ausgangsanschluss (614) des Transistors (310) gewählt ist, und der Eingangsanschluss (613) des Transistors (310) Bezugspotenzial aufweist, oder wobei das Potential an dem Steueranschluss des Transistors (310) innerhalb einem Toleranzbereich gleich einem Potential an dem Eingangsanschluss (613) des Transistors (310) gewählt ist, und der Ausgangsanschluss (614) des Transistors (310) Bezugspotenzial aufweist. Microfluidic module according to Claim 6, in which the semiconductor component ( 310 ) a transistor ( 310 ), wherein a potential at a control terminal of the transistor ( 310 ) within a tolerance range equal to a potential at the output terminal ( 614 ) of the transistor ( 310 ) and the input port ( 613 ) of the transistor ( 310 ) Reference potential, or wherein the potential at the control terminal of the transistor ( 310 ) within a tolerance range equal to a potential at the input terminal ( 613 ) of the transistor ( 310 ), and the output port ( 614 ) of the transistor ( 310 ) Has reference potential. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, bei dem das Halbleiterbauelement (310) ein Transistor (310) ist, wobei eine Steuerelektrode (609) des Transistors (310), welche zwischen der halbleitenden Schicht (611) des Transistors (310) und dem Kanalbereich (117) angeordnet ist, zumindest für die von der Strahlungsquelle (309) emittierte Strahlung zumindest teilweise strahlungsdurchlässig ist.Microfluidic module according to one of Claims 6 to 7, in which the semiconductor component ( 310 ) a transistor ( 310 ), wherein a control electrode ( 609 ) of the transistor ( 310 ), which between the semiconducting layer ( 611 ) of the transistor ( 310 ) and the channel area ( 117 ) is arranged, at least for the of the radiation source ( 309 ) emitted radiation is at least partially transparent to radiation. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das Halbleiterbauelement (310) ein organisches halbleitendes Bauteil (310) ist, wobei die halbleitende Schicht (611) des organischen halbleitenden Bauteils (310) aus einem organischen Halbleitermaterial gebildet ist.Microfluidic module according to one of Claims 6 to 8, in which the semiconductor component ( 310 ) an organic semiconductive component ( 310 ), wherein the semiconductive layer ( 611 ) of the organic semiconducting component ( 310 ) is formed of an organic semiconductor material. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem das Trägersubstrat (101) zumindest in einem ersten Bereich zwischen dem Kanalbereich (117) und der strahlungsemittierenden Oberfläche (212a, 212b) der Strahlungsquelle (209a, 209b, 309) und in einem zweiten Bereich zwischen dem Kanalbereich (117) und der strahlungsempfindlichen Oberfläche (214a, 214b) des Strahlungsdetektors (210a, 210b, 310) zumindest für von der Strahlungsquelle (209a, 209b, 309) emittierte Strahlung strahlungsdurchlässig ist.Microfluidic module according to one of claims 2 to 9, wherein the carrier substrate ( 101 ) at least in a first region between the channel region ( 117 ) and the radiation-emitting surface ( 212a . 212b ) of the radiation source ( 209a . 209b . 309 ) and in a second area between the channel area ( 117 ) and the radiation-sensitive surface ( 214a . 214b ) of the radiation detector ( 210a . 210b . 310 ) at least for the radiation source ( 209a . 209b . 309 ) emitted radiation is transparent to radiation. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das erste Funktionselement (109, 209a, 209b, 309) eine organische lichtemittierende Diode (OLED) ist oder bei dem das erste Funktionselement (109, 209a, 209b, 309) ein Elektrolumineszenzbauteil (309) ist.Microfluidic module according to one of claims 1 to 10, in which the first functional element ( 109 . 209a . 209b . 309 ) is an organic light-emitting diode (OLED) or in which the first functional element ( 109 . 209a . 209b . 309 ) an electroluminescent component ( 309 ). Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der erste Oberflächenbereich (111) und der zweite Oberflächenbereich (115) gegenüberliegende Abschnitte der zweiten Hauptoberfläche (105) des Trägersubstrats (101) sind.Microfluidic module according to one of claims 1 to 11, wherein the first surface area ( 111 ) and the second surface area ( 115 ) opposite portions of the second major surface ( 105 ) of the carrier substrate ( 101 ) are. Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 1, wobei die Sensoranordnung ausgebildet ist, um eine kapazitive oder elektrochemische Messung durchzuführen oder um Oberflächenplasmonen zu messen.The microfluidic module of claim 1, wherein the sensor assembly is configured to perform a capacitive or electrochemical measurement or to measure surface plasmons. Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 13, bei dem ein zweites Funktionselement der Sensoranordnung an dem zweiten Oberflächenbereich (115) des Trägersubstrats (101) angeordnet ist, wobei das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement gegenüberliegend voneinander auf derselben Hauptoberfläche (103, 105) des Trägersubstrats (101) angeordnet sind.Microfluidic module according to claim 13, in which a second functional element of the sensor arrangement is attached to the second surface region ( 115 ) of the carrier substrate ( 101 ), wherein the first functional element and the second functional element are arranged opposite one another on the same main surface ( 103 . 105 ) of the carrier substrate ( 101 ) are arranged. Mikrofluidikmodul gemäß Anspruch 14, wobei der erste Oberflächenbereich (111) und der zweite Oberflächenbereich (115) des Trägersubstrats (101) gegenüberliegende Abschnitte der ersten Hauptoberfläche (103) des Trägersubstrats (101) bilden, derart, dass das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement auf der ersten Hauptoberfläche (103) des Trägersubstrats angeordnet (101) sind derart, dass die Funktionselemente angrenzend an den Kanalbereich (117) angeordnet sind.Microfluidic module according to claim 14, wherein the first surface area ( 111 ) and the second surface area ( 115 ) of the carrier substrate ( 101 ) opposite portions of the first main surface ( 103 ) of the carrier substrate ( 101 ), such that the first functional element and the second functional element on the first main surface ( 103 ) of the carrier substrate (101) are such that the functional elements adjacent to the channel region (FIG. 117 ) are arranged. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem der erste Oberflächenbereich (111) und der zweite Oberflächenbereich (115) zu einer gemeinsamen Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats (101) gehören.Microfluidic module according to one of Claims 1 to 15, in which the first surface area ( 111 ) and the second surface area ( 115 ) to a common processing surface of the carrier substrate ( 101 ) belong. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die Kanalstruktur (113, 313a, 313b) und das Trägersubstrat (101) einstückig ausgeführt sind, und wobei die erste Hauptoberfläche (103) des Trägersubstrats mittels einer Haftvermittlerschicht mit der Kanalstruktur (113, 313a, 313b) verbunden ist.Microfluidic module according to one of Claims 1 to 16, in which the channel structure ( 113 . 313a . 313b ) and the carrier substrate ( 101 ) are made in one piece, and wherein the first main surface ( 103 ) of the carrier substrate by means of a bonding agent layer with the channel structure ( 113 . 313a . 313b ) connected is. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem eine erste Hauptoberfläche (121a, 321a, 321b) der Kanalstruktur (113, 313a, 313b) mit einer ersten Haftvermittlerschicht mit der ersten Hauptoberfläche (103) des Trägersubstrats (101) verbunden ist und bei dem eine, der ersten Hauptoberfläche (121, 321a, 321b) gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche (129, 329a, 329b) der Kanalstruktur (113, 313a, 313b) mit einer zweiten Haftvermittlerschicht mit der ersten Hauptoberfläche (103) des Trägersubstrats (101) verbunden ist.Microfluidic module according to one of claims 1 to 17, wherein a first main surface ( 121 . 321a . 321b ) of the channel structure ( 113 . 313a . 313b ) with a first adhesion promoter layer having the first main surface ( 103 ) of the carrier substrate ( 101 ) and in which one, the first main surface ( 121 . 321a . 321b ) opposite second main surface ( 129 . 329a . 329b ) of the channel structure ( 113 . 313a . 313b ) with a second adhesion promoter layer having the first main surface ( 103 ) of the carrier substrate ( 101 ) connected is. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem die Kanalstruktur (113, 313a, 313b) zwei durch den Kanalbereich (117) voneinander getrennte Kanalstrukturelemente (313a, 313b) aufweist, derart, dass der Kanalbereich (117) zwischen einer Seitenoberfläche (320a) eines ersten Kanalstrukturelements (313a) der zwei voneinander getrennten Kanalstrukturelemente (313a, 313b) und einer Seitenoberfläche (320b) eines zweiten Kanalstrukturelements (313b) der zwei voneinander getrennten Kanalstrukturelemente (313a, 313b) und zwischen zwei gegenüberliegenden Trägersubstratabschnitten (123, 125) des Trägersubstrats ausgebildet ist; und wobei die beiden gegenüberliegenden Trägersubstratabschnitte (123, 125) des Trägersubstrats (101) über einen Verbindungsabschnitt (127) des Trägersubstrats (101) miteinander verbunden sind.Microfluidic module according to one of Claims 1 to 18, in which the channel structure ( 113 . 313a . 313b ) two through the channel area ( 117 ) separate channel structure elements ( 313a . 313b ) such that the channel region ( 117 ) between a page surface ( 320a ) of a first channel structure element ( 313a ) of the two separate channel structure elements ( 313a . 313b ) and a side surface ( 320b ) of a second channel structure element ( 313b ) of the two separate channel structure elements ( 313a . 313b ) and between two opposite carrier substrate sections ( 123 . 125 ) of the carrier substrate is formed; and wherein the two opposite carrier substrate sections ( 123 . 125 ) of the carrier substrate ( 101 ) via a connecting section ( 127 ) of the carrier substrate ( 101 ) are interconnected. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Kanalstruktur (113) ein Kanalstrukturelement (113) aufweist, wobei der Kanalbereich (117) zwischen zwei gegenüberliegenden Trägersubstratabschnitten (123, 125) des Trägersubstrats (101) und zwischen einer Seitenoberfläche des Kanalstrukturelements (113) und einem Verbindungsabschnitt (127) des Trägersubstrats (101), welcher die beiden gegenüberliegenden Trägersubstratabschnitte (123, 125) des Trägersubstrats (101) miteinander verbindet, ausgebildet ist.Microfluidic module according to one of claims 1 to 18, wherein the channel structure ( 113 ) a channel structure element ( 113 ), wherein the channel region ( 117 ) between two opposite carrier substrate sections ( 123 . 125 ) of the carrier substrate ( 101 ) and between a side surface of the channel structure element ( 113 ) and a connecting section ( 127 ) of the carrier substrate ( 101 ), which covers the two opposite carrier substrate sections ( 123 . 125 ) of the carrier substrate ( 101 ) is connected to each other, is formed. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem das Trägersubstrat (101) ein flexibles Foliensubstrat (101) ist, wobei das flexible Foliensubstrat (101) einen minimalen Biegeradius in einem Bereich von 5 μm–1 mm aufweist.Microfluidic module according to one of Claims 1 to 20, in which the carrier substrate ( 101 ) a flexible film substrate ( 101 ), wherein the flexible film substrate ( 101 ) has a minimum bend radius in a range of 5 μm-1 mm. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem das Trägersubstrat (101) und/oder die Kanalstruktur (113) ein Polymermaterial aufweisen.Microfluidic module according to one of claims 1 to 21, in which the carrier substrate ( 101 ) and / or the channel structure ( 113 ) comprise a polymer material. Mikrofluidikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem das Trägersubstrat (101) eines der folgenden Materialien aufweist: Polyimid, Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Cycloolefin Copolymer, Polyetheretherketon, Polyamid und/oder bei dem die Kanalstruktur (113) eines der folgenden Materialien aufweist: Polyimid, Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Cycloolefin Copolymer, Polyetheretherketon, Polyamid.Microfluidic module according to one of claims 1 to 22, in which the carrier substrate ( 101 ) comprises one of the following materials: polyimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polystyrene, cycloolefin copolymer, polyetheretherketone, polyamide and / or wherein the channel structure ( 113 ) comprises one of the following materials: polyimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polystyrene, cycloolefin copolymer, polyetheretherketone, polyamide. Verfahren zur Herstellung eines Mikrofluidikmoduls mit folgenden Schritten: Bereitstellen (501) eines einstückigen Trägersubstrats mit einer ersten Hauptoberfläche und einer, der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche, wobei ein erstes Funktionselement einer Sensoranordnung des Mikrofluidikmoduls an einem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats angeordnet ist; Bereitstellen (502) einer Kanalstruktur; und Verbinden (503) der Kanalstruktur mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats, derart, dass sich ein Kanalbereich zwischen dem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats und einem, dem ersten Oberflächenbereich gegenüberliegenden zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats ausbildet, der von der Kanalstruktur und dem Trägersubstrat umgeben ist.Method for producing a microfluidic module comprising the following steps: providing ( 501 ) a unitary carrier substrate having a first major surface and a second major surface opposite the first major surface, wherein a first functional element of a sensor array of the microfluidic module is disposed on a first surface region of the carrier substrate; Provide ( 502 ) a channel structure; and connect ( 503 ) of the channel structure with the first major surface of the carrier substrate, such that a channel region is formed between the first surface region of the carrier substrate and a second surface region of the carrier substrate opposite the first surface region, which is surrounded by the channel structure and the carrier substrate. Verfahren gemäß Anspruch 24, bei dem das bereitgestellte einstückige Trägersubstrat ein zweites Funktionselement der Sensoranordnung an einem zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats aufweist; und wobei vor dem Schritt (501), des Bereitstellens des Trägersubstrats, das Verfahren einen Schritt (504), des Anordnens des ersten Funktionselements an dem ersten Oberflächenbereich des Trägersubstrats und des Anordnens des zweiten Funktionselements an dem zweiten Oberflächenbereich des Trägersubstrats, aufweist, wobei der erste Oberflächenbereich und der zweite Oberflächenbereich des Trägersubstrats zu einer gemeinsamen Bearbeitungsoberfläche des Trägersubstrats gehören.The method of claim 24, wherein the provided one-piece carrier substrate comprises a second functional element of the sensor array on a second surface area of the carrier substrate; and wherein before the step ( 501 ), providing the carrier substrate, the method takes a step ( 504 ), arranging the first functional element on the first surface region of the carrier substrate and disposing the second functional element on the second surface region of the carrier substrate, wherein the first surface region and the second surface region of the carrier substrate belong to a common processing surface of the carrier substrate. Verfahren gemäß Anspruch 25, bei dem, bei dem Schritt (503), des Verbindens der Kanalstruktur mit der ersten Hauptoberfläche des Trägersubstrats, das Trägersubstrat um die Kanalstruktur umgeklappt wird, derart, dass das erste Funktionselement gegenüberliegend dem zweiten Funktionselement angeordnet ist und zumindest ein Teil des Kanalbereichs sich zwischen dem ersten Funktionselement und dem zweiten Funktionselement befindet.A method according to claim 25, wherein, in the step ( 503 ), connecting the channel structure to the first main surface of the carrier substrate, the carrier substrate is folded over the channel structure, such that the first functional element is disposed opposite the second functional element and at least part of the channel region is located between the first functional element and the second functional element. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26, das vor dem Schritt (501), des Bereitstellens des Trägersubstrats, einen Schritt des Perforieren von Faltabschnitten des Trägersubstrats aufweist.A method according to any one of claims 24 to 26, before the step ( 501 ), providing the carrier substrate, comprises a step of perforating folding portions of the carrier substrate. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 27, das vor dem Schritt (502) des Bereitstellens der Kanalstruktur, einen Schritt des Anordnens einer oder mehrerer Adhäsivschichten auf Hauptoberflächen der Kanalstruktur und des anschließenden Strukturierens der Kanalstruktur zusammen mit der oder den Adhäsivschichten, aufweistA method according to any one of claims 24 to 27, before the step ( 502 ) of providing the channel structure, a step of disposing one or more adhesive layers on major surfaces of the channel structure, and then structuring the channel structure together with the adhesive layer (s)
DE201010042824 2010-10-22 2010-10-22 Microfluidic module useful for analysis of fluids, comprises an integral carrier substrate with a first main surface and a second main surface lying opposite to the first main surface, a sensor arrangement, and a channel structure Ceased DE102010042824A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010042824 DE102010042824A1 (en) 2010-10-22 2010-10-22 Microfluidic module useful for analysis of fluids, comprises an integral carrier substrate with a first main surface and a second main surface lying opposite to the first main surface, a sensor arrangement, and a channel structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010042824 DE102010042824A1 (en) 2010-10-22 2010-10-22 Microfluidic module useful for analysis of fluids, comprises an integral carrier substrate with a first main surface and a second main surface lying opposite to the first main surface, a sensor arrangement, and a channel structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010042824A1 true DE102010042824A1 (en) 2012-04-26

Family

ID=45923013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010042824 Ceased DE102010042824A1 (en) 2010-10-22 2010-10-22 Microfluidic module useful for analysis of fluids, comprises an integral carrier substrate with a first main surface and a second main surface lying opposite to the first main surface, a sensor arrangement, and a channel structure

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010042824A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203161A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Body fluid sensor and method for measuring the properties of body fluids
DE102016213404A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Robert Bosch Gmbh Method for producing a fluidic device for a lab-on-chip system and fluidic device for a lab-on-chip system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919768A (en) * 1973-01-02 1975-11-18 Northrop Corp Method of tunnel containing structures
WO1996012545A1 (en) * 1994-10-19 1996-05-02 Hewlett-Packard Company Miniaturized planar columns in novel support media for liquid phase analysis
WO2007085043A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Mycrolab Pty Ltd Methods for low cost manufacturing of complex layered materials and devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919768A (en) * 1973-01-02 1975-11-18 Northrop Corp Method of tunnel containing structures
WO1996012545A1 (en) * 1994-10-19 1996-05-02 Hewlett-Packard Company Miniaturized planar columns in novel support media for liquid phase analysis
WO2007085043A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Mycrolab Pty Ltd Methods for low cost manufacturing of complex layered materials and devices

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://spie.org/x38725.xml?ArticleID=x38725
http://www3.imperial.ac.uk/people/thomas.anthopoulos
Solid State Electronics, Volume 51, Issue 7, July 2007, Pages 1052-1055, Yong-Young Noh, Dong-Yu Kim

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203161A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Body fluid sensor and method for measuring the properties of body fluids
DE102016213404A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Robert Bosch Gmbh Method for producing a fluidic device for a lab-on-chip system and fluidic device for a lab-on-chip system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2065698B1 (en) Chip for analysing a medium with integrated organic light emitter and process of manufacturing such a chip
DE69817568T2 (en) ELEKTROCHEMILUMINESZENZDETEKTOR
EP0244394B1 (en) Sensor element for determining the concentration of substances
DE10254685A1 (en) Measuring device for the optical examination of a test element
AT390677B (en) SENSOR ELEMENT FOR DETERMINING SUBSTANCE CONCENTRATIONS
EP0918984B1 (en) Optical detector
EP2708876B1 (en) Method for producing a sensor device for detecting chemical or biological species and method for producing a microfluidic device with such a sensor device.
EP1787108B1 (en) Device for analysis of biochemical samples
EP1003035B1 (en) Measuring device
DE69825817T2 (en) Electrode carrying device consisting of at least one electrode with coating and system for reading
DE10145701A1 (en) Fluorescence biosensor chip and fluorescence biosensor chip arrangement
DE202010018623U1 (en) Structures for controlling the light interaction with microfluidic devices
DE102009043228A1 (en) Arrangement and method for the electrochemical measurement of biochemical reactions and method of production of the assembly
DE10001116C2 (en) Device and method for the optical or electrochemical quantitative determination of chemical or biochemical substances in liquid samples
CN108139332A (en) Optical detection unit
DE102013105229A1 (en) Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component
DE602004007653T2 (en) Optical biosensor
DE102010042824A1 (en) Microfluidic module useful for analysis of fluids, comprises an integral carrier substrate with a first main surface and a second main surface lying opposite to the first main surface, a sensor arrangement, and a channel structure
AT410600B (en) MEASURING CHAMBER WITH LUMINESCENCE OPTICAL SENSOR ELEMENTS
DE102012222461A1 (en) Organic optoelectronic component
DE112021006065T5 (en) TEST STRIP CASSETTE, MONITORING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A TEST STRIP CASSETTE
DE102004025580A1 (en) Sensor arrangement, sensor array and method for producing a sensor arrangement
AT390330B (en) Sensor element for determining concentrations of substances
EP2866056B1 (en) Measuring device and fluidic device for measuring a quantity of a substance to be analysed
EP1565363A1 (en) Method for determining a reference speed for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20121207