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Dokumentenidentifikation DE19733108C2 02.06.1999
Titel Trennvorrichtung im subµm Bereich
Anmelder Bartels Mikrotechnik GmbH, 44227 Dortmund, DE;
Pevec, Bernd, Dr., 44287 Dortmund, DE
Erfinder Bartels, Frank, Dr., 45527 Hattingen, DE;
Pevec, Bernd, Dr., 44287 Dortmund, DE
Vertreter Pätzold, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 82166 Gräfelfing
DE-Anmeldedatum 31.07.1997
DE-Aktenzeichen 19733108
Offenlegungstag 18.02.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.06.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.06.1999
IPC-Hauptklasse B01D 39/00
IPC-Nebenklasse B01D 39/14   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trennvorrichtung nach dem einführenden Teil von Anspruch 1.

Bei physikalischen, chemischen, biologischen und medizinischen Untersuchungen, die das Ziel haben, bestimmte Stoffe in ihrer Qualität und/oder Quantität nachzuweisen, oder die das Ziel haben, bestimmte Stoffe von anderen Stoffen zu sortieren, wird neben anderer physikalischen, chemischen, biologischen oder medizinischen Parametern die Partikelgröße der nachzuweisenden und/oder zu sortierenden Stoffe als Qualitätskriterium für den Nachweis und/oder als Auswahlkriterium für die Sortierung verwendet. Für die Trennung von Stoffen in Partikelgrößen im Subµm-Bereich nach deren Partikelgröße stehen herkömmliche Trennvorrichtungen zur Verfügung, die als Filter bezeichnet werden. Als derartige herkömmliche Filter sind Filze, Papierfilter, Zellstoffilter, Filterfolien, Filtermembrane aus z. B. Zelluloseacetat, Polycarbonat und hydrophilisierten PDV und keramische Filter bekannt. Fig. 1 zeigt stark vergrößert die schematische Struktur herkömmlicher Filter 1 mit Partikeln 11, innerhalb der Filterstruktur. Herkömmliche Filter weisen keine exakt definierte Porengröße auf, sondern bestehen aus einem statistischen Gefüge von innerhalb einer gewissen Bandbreite schwankenden Porengrößen und Kanälen, die innerhalb einer Matrix statistisch verteilt sind, so daß gefilterte Partikel 11 mit einer Größe, die ebenfalls innerhalb einer gewissen Bandbreite liegt, an verschiedenen Stellen innerhalb des Filters oder an dessen Eintrittsoberfläche O gefangen werden. Maß für die Qualität derartiger Filter sind also Porengröße, Bandbreite der Porengröße und deren statistische Verteilung und Dicke d des Filters in Durchflußrichtung (Pfeil) der zu untersuchenden Partikel, sowie Breite b senkrecht zur Durchflußrichtung der zu untersuchenden Partikel.

Aufgrund ihrer vorstehend beschriebenen Struktur weisen herkömmliche Filter jedoch die folgenden Nachteile auf:

Wegen der statistisch verteilten Porengröße von gewisser Bandbreite ist die Trennschärfe gering. Aus dem gleichen Grund sind herkömmliche Filter analytisch nicht exakt zu erfassen und werden daher meist für qualitative Untersuchungen eingesetzt. Bei Verfahren, die das Ziel haben, über das Kriterium der Partikelgröße neben qualitativen Aussagen auch quantitative Aussagen zu machen (z. B. Nachweis von Substanzen über die Nutzung von Immunreaktionen [Immunoassay]) liefert eine geeignete Staffelung verschiedener Filterelemente hintereinander mit dazwischenliegenden geeigneten Kontrollabschnitten aufgrund der geringen Trennschärfe und der statistischen Anordnung der Poren herkömmlicher Filter nur semi-quantitative Aussagen. Dadurch, daß sich bei herkömmlichen Filtern Partikel betreffender Größe innerhalb der Filtermembran verfangen, kommt es leicht zu unerwünschten vollständigen oder lokal begrenzten Verstopfungen, wodurch auch kleinere Partikel unbeabsichtigt in der Filtermatrix zurückgehalten werden und die Trennschärfe weiter unerwünscht reduziert wird.

Aus dem gleichen Grund der statistisch angeordneten Poren, mit Tendenz zur Verstopfung sind herkömmliche Filter gar nicht oder nur unzureichend zu reinigen und damit nicht wieder verwendbar oder in komplexen Untersuchungen einzusetzen, für die ein oder mehrere Spülungen nötig sind, um zu einem Analyseergebnis zu gelangen.

Die DE-35 46 091 A1 offenbart eine Trennvorrichtung in Subµm-Bereich, bei der eine Vielzahl von in einer Ebene angeordneter parallel aufeinanderfolgend angeordneter Stege einen Querstrom-Mikrofilter bildet. Ein derartiger Querstrom- Mikrofilter weist jedoch eine äußerst begrenzte Speicherfähigkeit der zu filternden Partikel auf. Mit dem Querstrom-Mikrofilter nach DE-35 46 091 A1 ist es lediglich möglich, Partikel zu trennen, nicht jedoch Partikel einer vorbestimmten Größe zu fangen und an vorbestimmter Position festzuhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorstehenden Nachteile herkömmlicher als Trennvorrichtung fungierender Filter zu beseitigen, und eine Trennvorrichtung für physikalische, chemische, biologische und medizinische Untersuchungen bereitzustellen, die von verbesserter möglichst exakter, kalkulierbarer Trennschärfe ist, die analytisch exakt zu erfassen ist, die quantitative Untersuchungen basierend auf der Materialeigenschaft Partikelgröße im Subµm- Bereich ermöglicht, die nicht zu Verstopfungen neigt, die rückspülbar und wiederverwendbar ist, und die bei Analyseverfahren eingesetzt werden kann, die ein oder mehrere Spülungen erforderlich machen, und die es außerdem ermöglicht, eine Vielzahl von Partikeln vorbestimmter Größe zu speichern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung erwähnt, die von schematischen Zeichnungen begleitet wird. Hierzu zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Filtermembran parallel zur Durchflußrichtung in vergrößerter Darstellung;

Fig. 2a einen Schnitt durch eine erste erfindungsgemäße Trennvorrichtung parallel zur Durchflußrichtung in vergrößerter Darstellung;

Fig. 2b einen Schnitt durch die Trennvorrichtung von Fig. 2a senkrecht zur Durchflußrichtung entlang der Linie I-I';

Fig. 2c einen Schnitt durch die Trennvorrichtung von Fig. 2a senkrecht zur Durchflußrichtung entlang der Linie II-II';

Fig. 2d eine vergrößerte Fangstruktur der Trennvorrichtung von Fig. 2a mit einem idealisierten Partikel;

Fig. 2e eine vergrößerte Elementarzelle der Trennvorrichtung von Fig. 2a;

Fig. 3a-f weitere erfindungsgemäße Fangstrukturen in stark vergrößerter Darstellung;

Fig. 4 den Schnitt parallel zur Durchflußrichtung durch eine weitere erfindungsgemäße zweidimensionale Trennvorrichtung;

Fig. 5 die Elementarzelle von Fig. 2e, die zusätzlich mit Durchflußsteuerungseinheiten bzw. Spülungssteuerungseinheiten versehen ist;

Fig. 6 eine erfindungsgemäße dreidimensionale Trennvorrichtung, bestehend aus übereinander angeordneten zweidimensionalen erfindungsgemäßen Trennvorrichtungen in perspektivischer Darstellung;

Fig. 7 die Heidelberger Beziehung.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist, Trennvorrichtungen für die Sortierung und/oder den Nachweis von Partikeln im Sub-µm Bereich bereitzustellen, die in ihrer Trennfunktion, d. h. Trennschärfe, Aufnahmevolumen und Kapillarität (Durchflußvermögen) kalkulierbar ist.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben:

Fig. 2a-e zeigt in schematischer Darstellung als eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung die Trennvorrichtung 2 mit einer Vielzahl von Fangstrukturen 21. Erfindungsgemäß sind die Fangstrukturen 21 derart in einer Ebene angeordnet, daß mindestens zwei benachbarte Fangstrukturen 21 Elementarzellen 22 bilden, die periodisch wiederkehrend in X und Y-Richtung in einer Ebene angeordnet sind, und in ihrer Gesamtheit eine zweidimensionale Trennvorrichtung bilden. In Fig. 2 ist die Dicke der Trennvorrichtung 2 in Durchflußrichtung mit LY gekennzeichnet, die Durchflußrichtung ist parallel zur Y- Richtung und senkrecht zur X-Richtung, und die Elementarzelle 22, durch deren translatorische Verschiebung in X und Y-Richtung alle Fangstrukturen 21 der Trennvorrichtung 2 erfindungsgemäß miteinander in Deckung gebracht werden können, besteht in dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung aus vier Fangstrukturen 21, die in der Figur von einer gepunkteten Linie eingerahmt sind. Die Fangstrukturen 21 bestehen vorzugsweise aus zwei Stegen 211 und 212, die in einem Winkel α, α' zur Durchflußrichtung Y derart zueinander angeordnet sind, daß sie ein unten offenes V bilden. Die Stege der Fangstruktur 21 sind auf der Grundplatte 23 angeordnet, die die Stege trägt und die Trennvorrichtung nach unten abschließt. Vorteilhafterweise sind die Stege der Fangstruktur 21 mit der Grundplatte 23 einstückig. Fig. 2b zeigt einen Schnitt senkrecht zur Durchflußrichtung Y entlang der Linie I-I' in Fig. 2a und Fig. 2c zeigt einen Schnitt der Linie II-II' in Fig. 2a. Fig. 2d zeigt in vergrößerter Darstellung die Fangstruktur 21 bestehend aus den beiden Stegen 211 und 212 und ein Partikel P, dessen idealisierter Durchmesser auf 1 normiert ist. Der auf 1 normierte Durchmesser steht hier für Partikel mit einem idealisierten Durchmesser von 10 bis 1000 nm. Wie in Fig. 2b und 2c dargestellt ist die Trennvorrichtung 2 mit einer Abdeckung 24 versehen; es ist klar, daß die Trennvorrichtung 2 außerdem nicht dargestellte seitliche Wände aufweist und nur in Durchflußrichtung offen ist.

Für den Nachweis und/oder die Sortierung des Partikels P und der Kalkulation der Trennschärfe spielen die folgenden Parameter ein Rolle:



Länge LS der Stege,

Mittelpunktsabstand MA der Stege,

Neigung der Stege bezüglich der Durchflußrichtung Y (α, α'),

Eingangsöffnung der Stege EO,

Ausgangsöffnung der Stege AO.

Durch die Variation der vorstehenden Parameter wird erfindungsgemäß die Trennschärfe der Trennvorrichtung 2 eingestellt, wobei die vorstehenden Parameter erfindungsgemäß in den nachfolgenden Bereichen variiert werden:



(normiert auf Radius P = 1)



LS = 0,5 bis 1,5

AO = 0,5 bis < 1

EO = ≥ 1 bis 2

α, α' = 10° bis 45°

MA = 1 bis 2

Durch geeignete Variation der vorstehenden Parameter LS, MA, α, α' läßt sich nun erfindungsgemäß eine an die jeweilige Aufgabenstellung angepaßte jeweils gewünschte Trennschärfe der Fangstruktur 31 einstellen. Zum Beispiel werden bei



LS = 2,

MA = 1,

α = α' = 45°, die Eingangsöffnung EO = 1,7 und die Ausgangsöffnung AO = 0,3.

Das bedeutet, daß bei der vorstehend gewählten Einstellung der Parameter LS, MA, α, α' Partikel des 0,3 bis 1,7-fachen des &sl0; des Partikels P von der Fangstruktur 21 erfaßt werden.

Bei



LS = 2,

MA = 1 und

α = α' = 10°



wird die Eingangsöffnung EO = 1,2 und die Ausgangsöffnung AO = 0,8, was bedeutet, daß von der Fangstruktur Partikel des 0,8 bis 1,2-fachen des &sl0; des Partikels P erfaßt werden.

Für die Trennschärfe der Trennvorrichtung 2 sind die weiteren Parameter von Bedeutung, die sich auf die Anordnung der Fangstrukturen 21 in der Elementarzelle 22 beziehen, wie in Fig. 2e dargestellt ist.

AMFX wird als Abstand der Mittelpunkte zweier benachbarter Fangstrukturen in X-Richtung (senkrecht zur Durchflußrichtung) bezeichnet.

AMFY wird als Abstand der Mittelpunkte zweier benachbarter Fangstrukturen in Y-Richtung (parallel zur Durchflußrichtung) bezeichnet.

Vorteilhafterweise sind AMFX und AMFY derart gewählt, daß sich ein kontrollierter Nebenfluß ergibt, wodurch erfindungsgemäß sichergestellt wird, daß die Trennvomchtung 2 nicht verstopfen kann und rückspülbar ist. Bei einer nachzuweisenden und/oder zu sortierenden Partikelgröße mit dem idealisierten Durchmesser des Partikels = 1 ergeben sich durch die folgende Beziehung besonders vorteilhafte Abstände.



AMFX2 + AMFY2 = 2-10.

Bei der in Fig. 2e dargestellten Ausführung der Elementarzelle 22 mit den Fangstrukturen 21 und den Parametern LS = 2, MA = 1, α = α'= 45°, EO = 1,7, AO = 0,3, ergibt sich für einen kontrollierten Nebenfluß, wenn AMFX = 5 und AMFY = 5 gesetzt werden, daß jeweils 2 Partikel mit einem Durchmesser von 1,7 (dem größten Partikel, das sicher von der Fangstruktur erfaßt wird) gleichzeitig ungehindert zwischen zwei Fangstrukturen passieren können.

Die Trennvorrichtung 2 besteht aus einen Vielzahl von Fangstrukturen 21, wobei in dieser Ausführung vier benachbarte Fangstrukturen 21 die Elementarzelle 22 bilden, die periodisch in einer Ebene angeordnet ist. Hierbei bestehen die Fangstrukturen 21 aus zwei Stegen 211 und 212, die V-förmig vorteilhaft derart angeordnet sind, daß bei einem auf 1 normierten Partikeldurchmesser die folgenden Parameter in den Bereichen wie folgt variiert werden.



LS = 0,5 bis 1,5

AO = 0,5 bis < 1

EO = > 1 bis 2

α, α' = 10° bis 45°

MA = 1 bis 2

Durch die Variation der vorstehenden Parameter in den angegebenen auf den Partikeldurchmesser bezogenen Bereichen läßt sich vorteilhaft die Trennschärfe der Fangstruktur 31 einstellen. Weiterhin sind die Fangstrukturen 21 vorteilhaft derart in der Elementarzelle 22 angeordnet, daß bei dem auf 1 normierten Durchmesser des nachzuweisenden und/oder zu detektierenden Partikels P die folgende Beziehung gilt:



AMFX2 + AMFY2 = 2-10;

Über die Variation der Parameter AMFX und AMFY innerhalb des Bereiches, der durch die vorstehende Gleichung gegeben ist, läßt sich vorteilhaft ein an die jeweilige Aufgabenstellung angepaßter Nebenfluß einstellen.

Die weiteren Trennschärfe und Nebenfluß und Kapillarität der Trennvorrichtung 2 beeinflussenden Parameter sind:



BS: Breite der Stege,

H: Höhe der Stege,

NF: Anzahl der Fangstrukturen,

NFE: Anzahl der Fangstrukturen pro Elementarzelle,

NE: Anzahl der Elementarzellen.

EX: Größe der Elementarzelle in X-Richtung,

EY: Größe der Elementarzelle in Y-Richtung,

LY: Länge der Trennvorrichtung in Durchflußrichtung,

LX: Breite der Trennvorrichtung in Durchflußrichtung.

Die vorstehenden Parameter werden bei maximal zu detektierenden Partikeln in der Probe NP und einem auf den Partikeldurchmesser = 1 normierter nachzuweisender und/oder zu sortierender Partikelgröße erfindungsgemäß in den folgenden Bereichen variiert:



BS = 1/50 bis 1/10;

H = 2 bis 10;

NF = (1/2 bis 5) NP;



hierbei gilt:



NE = NF/ NFE;

EX = AMFX,

EY = AMFY

LY × LX = AMFX × AMFY × NE.

Es ist klar, daß das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Trennvorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf vielfältige Art und Weise verändert werden kann, ohne den allgemeinen Endungsgedanken, eine Trennvorrichtung bereitzustellen, die aus einer Vielzahl von Fangstrukturen im Sub-µm Bereich besteht, wobei mindestens zwei benachbarte Fangstrukturen Elementarzellen bilden, die periodisch in einer Ebene derart angeordnet sind, daß sie durch gedankliche Verschiebung parallel und senkrecht zur Durchflußrichtung miteinander in Deckung gebracht werden, zu verlassen. So können beispielsweise die quaderförmigen Stege 211 und 212, die die Fangstrukturen 21 bilden, an ihren Enden abgerundet sein. Weitere derartige Fangstrukturen können beispielsweise hakenförmig 31 oder sichelförmig 32 sein. Fig. 3a-f zeigt die weiteren Modifikationen der Fangstruktur 21 der vorliegenden Erfindung, wobei die Fangstruktur 33 aus zwei parallelen Stegen mit zwei Säulen besteht, die Fangstrukturen 34 und 36 aus zwei V-förmig angeordneten Stegen mit jeweils einer Säule bestehen und die Fangstruktur 35 aus einer Vielzahl halbkreisförmig angeordneter Säulen besteht. Weiterhin ist denkbar, eine Trennvorrichtung bestehend aus verschiedenen Typen von Fangstrukturen 31, 32, 33 aufzubauen. Weiterhin kommen als Elementarzellen vielfältigste Anordnungen von gleichen oder verschiedenartigen und/oder verschieden großen Fangstrukturen in Betracht, solange durch Verschiebung der Elementarzellen die gesamte Trennvorrichtung erzeugt werden kann. Fig. 4 zeigt beispielsweise eine Elementarzelle bestehend aus 9 Fangstrukturen.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von Durchflußsteuerungseinheiten 213 in Kombination mit Fangstrukturen 21, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die in Fig. 5 dargestellten Durchflußsteuerungen 213 begünstigen einmal durch ihre vorteilhafte tropfenförmige Ausbildung und durch deren vorteilhafter Anordnung unterhalb der Fangstrukturen das Fangen von Partikeln und andererseits die Rückspülbarkeit der Anordnung.

Hierbei sind bei dem Einsatz in bestimmten Analyseverfahren Strukturen von Trennvorrichtungen von Vorteil, bei denen die Anzahl der Trennvorrichtungen die der Durchflußsteuerungen 213 übertreffen und umgekehrt.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, bei dem Einsatz der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung diese durch geeignete Maßnahmen in Schwingungen oder Vibrationen zu versetzen.

Fig. 6 zeigt skizzenhaft die dreidimensionale Trennvorrichtung 3, eine weitere vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung, die aus einer Vielzahl von übereinander angeordneten zweidimensionalen Trennvorrichtungen besteht. Die dreidimensionale Trennvorrichtung 3 besteht aus zwei oder mehreren übereinander angeordneten zweidimensionalen Trennvorrichtungen, wobei die Abdeckung 25 einer zweidimensionalen Trennvorrichtung vorteilhaft jeweils die Grundplatte 24 der darüberliegenden zweidimensionalen Trennvorrichtung bildet, und die seitlichen Wände der Trennvorrichtung 3 einstückig sind. Je nach Aufgabenstellung (Größe und Anzahl nachzuweisender Partikel, Medium in dem die Artikel enthalten sind), können die folgenden Trennvorrichtungen 3 von Vorteil sein.

Dreidimensionale Trennvorrichtung 3 bestehend aus übereinander angeordneten identischen zweidimensionalen Trennvorrichtungen 2, die derart übereinander angeordnet sind, daß die Fangstrukturen der zweidimensionalen Trennvorrichtungen senkrecht übereinander zu liegen kommen.

Dreidimensionale Trennvorrichtung 3 bestehend aus übereinander angeordneten identischen zweidimensionalen Trennvorrichtungen 3, die derart angeordnet sind, daß die Fangstrukturen mindestens zweier benachbarter zweidimensionaler Trennvorrichtungen dreidimensionale Elementarzellen bilden, durch deren periodische Verschiebung die gesamte dreidimensionale Fangstruktur gedanklich erzeugt werden kann.

Dreidimensionale Trennvorrichtung 3 bestehend aus übereinander angeordneten unterschiedlichen Trennvorrichtungen 2.

Nachfolgend wird beispielhaft eine vorteilhafte Anwendung der vorliegenden Erfindung beschrieben:

Bei dem Nachweis von Substanzen über die Nutzung von Immunreaktionen (Immuno-assay), wird zu der nachzuweisenden Substanz in einer Probe ein passender Antikörper hergestellt, der in zumeist wäßriger Lösung in bekannter Konzentration vorliegt und mit der zu untersuchenden Substanz in der Probe in Berührung gebracht wird. Der Antikörper koppelt an den zu bestimmenden Substanzen in der Testflüssigkeit an und bewirkt eine Komplexbildung. Dabei unterscheidet sich die Größe der gebildeten Komplexe deutlich von der Partikelgröße der zu bestimmenden Substanz und der Antikörper und ist zugleich abhängig von dem Konzentrationsverhältnis von zu bestimmender Substanz in der Probe und Antikörper. Da die Konzentration der der Probe zugesetzten Antikörper bekannt ist, kann die Partikelgröße für die Konzentrationsbestimmung der zu bestimmenden Substanz herangezogen werden. Nach einer Komplexbildungszeit wird die Probe nach Größe der gebildeten Komplexe sortiert. Dies erfolgt vorteilhafterweise mittels geeignet ausgebildeter vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Trennvorrichtungen, die in geeigneter Weise die gebildeten Komplexe zurückhalten, wohingegen die Ausgangsverbindungen, zu bestimmende Substanz und Antikörper die Trennvorrichtung passieren können. Bei derartigen Nachweisverfahren ist nach der Heidelberger Beziehung die schematisch in Fig. 7 dargestellt ist, die Größe des gebildeten Komplexes abhängig von der Konzentration des nachzuweisenden Stoffes in der Probe. Wie Fig. 7 zu entnehmen ist, wird bei einem Konzentrationsverhältnis von nachzuweisender Substanz und Antikörper von 1 die maximale Größe der gebildeten Komplexe erreicht. Ist das Konzentrationsverhältnis Q kleiner oder größer als 1, nimmt die Größe der gebildeten Komplexe bis auf den Wert 0 ab.

Aufgrund dieser Beziehung lassen sich über geeignet ausgebildete und hintereinander geschaltete vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Trennvorrichtungen zwischen denen weitere Immuno-Reaktionen oder Kontroll- Reaktionen erfolgen können, quantitative Aussagen über die Konzentration der nachzuweisenden Substanz in der Probe machen.

Insbesondere kann es bei derartigen Untersuchungen von Vorteil sein, das mit der nachzuweisenden Substanz reagierende Antigen in die Trennvorrichtung einzubringen, wodurch das Antigen selbst die Funktion einer Fangstruktur erhält.

Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen zweidimensionalen Trennvorrichtungen lassen sich vorteilhaft mit den folgenden Mikrostrukturierungsverfahren herstellen, wobei Fangstrukturen 2 und die Grundplatte erfindungsgemäß einstückig hergestellt werden:

Erzeugen von Gräben mittels Elektronenstrahllitographie in Resist und holographischer Abbildung. Umkopierung der erzeugten Primärstrukturen in einem metallischen Formeneinsatz durch Galvanoformung.

Einbringung weiterer Funktionselemente in dem metallischen Körper durch klassische Bearbeitungsverfahren.

Die für die erfindungsgemäße Trennvorrichtung geeigneten Materialien werden in geeigneter Weise dem Analyse- bzw. Nachweis- bzw. Sortierverfahren angepaßt, bei dem die erfindungsgemäße Trennvorrichtung eingesetzt wird. Als Materialien kommen Kunststoffe und Metalle in Betracht. Bei der Analyse von nachzuweisenden Stoffen im wässrigen Medium kommen hydrophile Materialien in Betracht.

Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungs- und Anwendungsbeispiele beschränkt, und eignet sich beispielsweise insbesondere für die Anwendung bei Raumluftanalyse und Lebensmittelüberwachung, Drogen-screening, Schimmelpilzanalyse, labormedizinischen und umweltanalytischen Untersuchungsverfahren.


Anspruch[de]
  1. 1. Trennvorrichtung (2) im Sub-µm-Bereich mit mindestens einer Ebene (3), in der eine Vielzahl von Fangstrukturen (21) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Ebene (3) mindestens je zwei benachbarte Fangstrukturen (21) Elementarzellen (22) bilden, die in Richtung zweier senkrecht zueinander stehender Achsen (x- und y-Richtung) periodisch wiederkehrend in der jeweiligen Ebene (3) angeordnet sind.
  2. 2. Trennvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (3) aus einer einzigen Ebene (3) besteht.
  3. 3. Trennvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Ebenen (3) derart übereinander angeordnet sind, daß eine dreidimensionale Anordnung der Fangstrukturen (21) resultiert.
  4. 4. Trennvorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (21) mindestens zweier benachbarter übereinander angeordneter Ebenen (3) dreidimensionale Elementarzellen bilden, durch deren periodische Verschiebung die gesamte dreidimensionale Anordnung der Fangstrukturen (21) gedanklich erzeugt werden kann.
  5. 5. Die Trennvorrichtung (2) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (21) derart angeordnet sind, daß ein kontrollierter Nebenfluß existiert.
  6. 6. Die Trennvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (21) aus Stegen (211, 212) bestehen, die auf der jeweiligen einer Ebene (3) angeordnet sind.
  7. 7. Die Trennvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (2) aus zwei Stegen (211, 212) bestehen, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
  8. 8. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (31) hakenförmig ausgebildet sind.
  9. 9. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (32) sichelförmig ausgebildet sind.
  10. 10. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (33) aus zwei parallelen Stegen mit zwei Säulen bestehen.
  11. 11. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangstrukturen (35) aus einer Vielzahl halbkreisförmig angeordneter Säulen bestehen.
  12. 12. Trennvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (2) aus verschiedenen Typen von Fangstrukturen (21, 31, 32, 33) aufgebaut ist.
  13. 13. Trennvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennvorrichtung (2) in Kombination mit den Fangstrukturen (21, 31, 32, 33) Durchflußsteuerungseinheiten (213) vorgesehen sind.
  14. 14. Trennvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung rückspülbar ist.






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