專利名稱：用于處理液體的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理尤其用于分析應(yīng)用的液體的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于處理尤其用于分析液體的系統(tǒng)被應(yīng)用于例如過程測量技術(shù)或工業(yè)測量技術(shù)中。例如，分析系統(tǒng)可用于監(jiān)測和優(yōu)化凈化裝置的清潔效果、用于監(jiān)測飲用水或用于食品的質(zhì)量監(jiān)測。所測量和監(jiān)測的對象為例如液體樣品中的特殊物質(zhì)的含量，例如，諸如銨離子、磷酸根離子或硝酸根離子的離子或諸如激素或微生物(如細(xì)菌)的生物或生化化合物的含量。
在分析系統(tǒng)中常常將待分析樣品與一種或多種試劑混合，以便例如由于試劑與待監(jiān)測物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)而在液體樣品中發(fā)生化學(xué)變化。優(yōu)選地，試劑被選擇使得化學(xué)變化可借助于物理方法(例如通過光學(xué)測量)而檢測到。這樣的化學(xué)變化的簡單例子可以是顏色變化，這種變化可通過光度法因此用光學(xué)裝置檢測到。在生物分析領(lǐng)域中，常常根據(jù)測定原理應(yīng)用分析方法。這些方法基于結(jié)合配偶體(bindingpartner)與待檢測生物分子的特定結(jié)合能力。常常，選擇結(jié)合配偶體使得也稱為被分析物的待測定分子和結(jié)合配偶體形成抗體/抗原系統(tǒng)。在被分析物上的、在結(jié)合配偶體上的或在添加到系統(tǒng)且同樣可結(jié)合到被分析物的結(jié)合配偶體的競爭子上的可物理檢測標(biāo)記物的幫助下，可確定特異性結(jié)合的被分析物分子的數(shù)量，并可由其推導(dǎo)出被分析物在樣品中的濃度。標(biāo)記物可以是例如發(fā)冷光分子、發(fā)冷光納米粒子或磁性納米粒子的形式。常常，被分析物特異性地結(jié)合到其上的結(jié)合配偶體固定在表面上；但其也可以存在于溶液中。為了使例如用于工業(yè)應(yīng)用的此類分析方法自動化，有必要提供一種自動地進(jìn)行所需分析方法的分析系統(tǒng)。除了足夠的測量精度、穩(wěn)健性、簡單的可維修性和確保足夠可用之夕卜，對于此類分析系統(tǒng)的最重要要求是環(huán)境安全。由于用于分析的試劑部分地不可直接返回水系統(tǒng)中，試劑的安全處置同樣扮演重要的角色。在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)存在大量半自動和自動分析系統(tǒng)。雖然這些系統(tǒng)中的許多能正常工作，但它們往往在構(gòu)造上相對復(fù)雜，并且因此易受缺陷的影響，而且通常只能由訓(xùn)練有素的操作人員來維修。因此，例如DE 10222822A1公開了一種用于分析樣品的在線分析儀。該在線分析儀具體化為處于機(jī)柜中的裝置的形式，在機(jī)柜中布置有控制單元、試劑供應(yīng)容器、用于將試劑傳送到混合試管中以使試劑與液體混合的泵、廢物容器、以及用于對在混合試管中用試劑處理的液體樣品進(jìn)行光學(xué)測量的光學(xué)單元。試劑經(jīng)由來自試劑容器的軟管連接引導(dǎo)并輸送至混合試管中。相應(yīng)地，用過的液體同樣經(jīng)由軟管連接從混合試管轉(zhuǎn)移到廢物容器中。如果廢物容器或試劑供應(yīng)容器中的一個必須被更換，則必須注意接著重新正確連接軟管連接。軟管和傳送機(jī)泵易受材料疲勞的影響且同樣必須不時經(jīng)受維護(hù)或更換。尤其在生物傳感器和醫(yī)療技術(shù)的領(lǐng)域中，已經(jīng)開發(fā)出分析系統(tǒng)，在這種情況下，用試劑對被檢測樣品的處理借助于技術(shù)進(jìn)行，該技術(shù)是從通常被稱為“芯片實(shí)驗(yàn)室”的技術(shù)領(lǐng)域知道的。常常，只需要將樣品涂敷到制備的芯片上，除了用于樣品和用于試劑的液體管線之外，該芯片還包括試劑貯存器以及諸如攪拌器或閥門的功能元件。在涂敷樣品之后，該芯片可被插入分析裝置中，分析裝置用試劑進(jìn)行液體樣品處理并控制這種處理，并且在處理過的液體樣品上進(jìn)行對應(yīng)的物理測量。這樣的裝置例如在US 2009/0126505A1或EP1967266A1中有所描述。其中所公開的芯片被具體化為單次使用產(chǎn)品，以使得每次分析必須使用新芯片。US 2009/0053814A1描述了一種分析系統(tǒng)，其帶有可自動填充的內(nèi)部試劑儲存器和用于用試劑自動處理液體樣品的流控系統(tǒng)，以及用于檢測處理的樣品中的化學(xué)變化的光學(xué)測量設(shè)備。另外，該系統(tǒng)帶有注射器泵、在泵和試劑容器之間的流控連接、以及用于在外試劑儲存器和內(nèi)試劑儲存器之間切換的閥門，該系統(tǒng)構(gòu)造上相對復(fù)雜，并且因此維護(hù)密集且僅可由訓(xùn)練有素的操作人員來維修
發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供用于處理液體且克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的系統(tǒng)，尤其是在分析系統(tǒng)中。特別地，該系統(tǒng)應(yīng)滿足用于在過程測量技術(shù)中使用的要求，即，其應(yīng)能夠進(jìn)行一系列處理，尤其是分析，而沒有必須在該系列處理之間更換的零件。另外，該系統(tǒng)應(yīng)為穩(wěn)健、經(jīng)濟(jì)且維修簡單的，特別是它還應(yīng)當(dāng)避免污染操作者或環(huán)境的危險。該目的通過用于處理液體尤其用于分析和/或合成液體的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括-具有至少一個功能單元的流控單元；-至少一個第一類型的液體儲存單元；-至少一個第二類型的液體儲存單元；-第一液體管線，其連接所述至少一個第一類型的液體儲存單元和所述流控單元用于將液體從所述第一類型的液體儲存器供應(yīng)至所述流控單元中；和-第二液體管線，其連接所述第二類型的液體儲存器和所述流控單元用于將液體從所述流控單元排入所述第二類型的液體儲存器；其特征在于借助于第一閥門至少有時阻止從所述流控單元到所述第一類型的液體儲存器的方向上的通過第一液體管線的液體流，并且借助于第二閥門至少有時阻止在從所述第二類型的液體儲存器到所述流控單元的方向上的通過第二液體管線的液體流。所謂“流控單元”是指用于處理尤其是用于傳送和用于混合通過一個或多個流體管線(例如液體管線)的流體(尤其是液體)的系統(tǒng)，其中可以提供附加的功能單元。流控單元的特例為微流控單元。在這些微流控單元中，流體管線和功能單元被微型化，這意味著流體管線是具有在IO7和I μ HI2之間、優(yōu)選地在IO6和IO2 μ m2之間、更優(yōu)選地在IO5和IO4 μ m2之間的截面的通道。(微)流控單元的功能單元可以是例如反應(yīng)容器或混合設(shè)備。功能單元也可以是傳感器的信號換能器，例如表面，在其上施加或可施加一層生物化學(xué)受體，在其上特異性地結(jié)合將在樣品中檢測的生物分子。另外，例如用于HPLC的色譜柱，尤其是與檢測器組合，可形成功能單元。
液體的處理尤其表示將其與試劑混合，例如，用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，其中液體和試劑可以是純液體、液體混合物、溶液、乳狀液或懸浮液。液體的處理也可包括分析。另外，液體的處理還可表示將兩種或更多種液體先后引導(dǎo)通過功能單元，例如以便在第一步驟中通過在表面上固定包含于第一液體中的用于待測定被分析物的結(jié)合配偶體來活化功能單元的表面，并且在第二步驟中將包含被分析物的樣品引導(dǎo)至如此制備的功能單元中。該系統(tǒng)可具有一個或多個第一類型的液體儲存單元和一個或多個第二類型的液體儲存單元。所述一個或多個第一類型的液體儲存單元包含將引入流控單元中的液體。通常，該液體儲存單元為用于試劑、再生液體或清潔液體的“供應(yīng)容器”，再生液體或清潔液體用于例如流控單元的功能單元的再生或用于清潔流控單元。第一類型的液體儲存單元也可充當(dāng)用于待分析樣品的緩沖器，該樣品首先從諸如管線的過程容器中被移除，然后注入第一類型的液體儲存單元中。這可以例如借助于氣動取樣自動地進(jìn)行。提供用于樣品的第一類型的液體儲存單元因此包括用于樣品供應(yīng)管線的連接和用于液體管線的連接，通過這些連接可將樣品供應(yīng)到流控單元。所述一個或多個第二類型的液體儲存單元用來接納來自流控單元的液體。通常，該液體儲存單元為“廢物容器”，其接納處理和分析后的液體樣品，這 些樣品在給定情況下與試劑混合在一起。如果系統(tǒng)包括多個第一類型的液體儲存單元和/或多個第二類型的液體儲存單元，其中的每一個經(jīng)由液體管線與流控單元相連，則有利的是借助于第一閥門至少有時阻止在從流控單元到第一類型的液體儲存單元的方向上通過連接第一類型的液體儲存單元與流控單元的液體管線的液體流，并且借助于第二閥門至少有時阻止在從第二類型的液體儲存單元到流控單元的方向上通過連接第二類型的液體儲存單元與流控單元的液體管線的液體流。在每種情況中，第一閥門為此而布置在第一類型的液體儲存單元和流控單元之間的流動路徑中。在每種情況中，第二閥門相應(yīng)地布置在第二類型的液體儲存單元和流控單元之間的流動路徑中。在這種情況下，第一和第二閥門可布置在液體管線中、流控單元本身中或液體儲存單元到液體管線的連接的區(qū)域中。從至少一個第一類型的液體儲存單元經(jīng)第一液體管線進(jìn)入流控單元和/或從流控單元經(jīng)第二液體管線進(jìn)入至少一個第二類型的液體儲存單元的液體流可以氣動地產(chǎn)生。為此，液體儲存單元，尤其是系統(tǒng)的所有液體儲存單元可具有壓力。液體儲存單元的壓力加載可借助于經(jīng)由氣壓管線連接到液體儲存單元的氣壓系統(tǒng)的可控氣壓源而進(jìn)行。壓力源可經(jīng)由可控閥門與氣壓管線相連。因此，可以有針對地向液體儲存單元穩(wěn)定地施加預(yù)定壓力差，以便通過液體管線向流控單元和從流控單元輸送液體，并且也通過流控單元內(nèi)的復(fù)雜通道結(jié)構(gòu)進(jìn)行輸送。在第一變型中，閥門可以是可氣體致動的閥門，其也被稱為氣動閥門。這些閥門可根據(jù)需要打開以允許液體在相應(yīng)流動路徑中流動。為了阻止液體在流動路徑上的流動，氣動閥門可相應(yīng)地關(guān)閉。為此，系統(tǒng)包括與氣動閥門相連的對應(yīng)的氣壓管線。經(jīng)由這些氣壓管線，諸如氣壓系統(tǒng)的壓力源的壓力源可致動氣動閥門。壓力源可以是也影響從一個或多個第一類型的液體儲存單元進(jìn)入一個或多個第二類型的液體儲存單元的液體輸送的相同壓力源。氣動閥門可以許多不同方式具體化。例如，它們可以具體化為常開閥門，即，具體化為它們在其未致動的靜止位置打開，而在經(jīng)由與閥門相連的氣壓管線施加壓力時關(guān)閉。有利地，氣動閥門可以具體化為常閉閥門，即，具體化為它們在其未致動的靜止位置關(guān)閉，而在經(jīng)由與閥門相連的氣壓管線施加壓力時打開。如果存在多個第一類型的液體儲存單元，其經(jīng)由液體管線與流控單元相連，使得在每種情況中形成用于從每個液體儲存單元進(jìn)入流控單元的液體的流動路徑，則在每個流動路徑中對應(yīng)地布置可氣體致動的閥門。以相同的方式，在存在多個第二類型的液體儲存單元的情況中，其經(jīng)由液體管線與流控單元相連，使得在每種情況中形成用于從流控單元進(jìn)入第二類型的液體儲存單元的液體的流動路徑，則在每個流動路徑中布置可氣體致動的閥門。至少一個第一類型的液體儲存單元可具有用于連接氣壓管線的接口，第一類型的液體儲存單元可經(jīng)由該接口加載壓力，以便在流控單元的方向上輸送液體儲存單元中包含的液體，其中氣壓管線補(bǔ)充地與氣動第一閥門相連，使得第一類型的液體儲存單元的壓力加載同時地作用在氣動第一閥門上。氣動第一閥門在這里優(yōu)選地具體化為常閉閥門。如果第一類型的液體儲存單元經(jīng)由氣壓管線供有壓力，則氣動第一閥門同時打開，使得液體可從第一類型的液體儲存單元流入流控單元中。如果存在多個第一類型的液體儲存單元，優(yōu)選地所有這些液體儲存單元具有用于連接氣壓管線的接口，它們可經(jīng)由該接口加載壓力，尤其是在每種情況中彼此獨(dú)立地加載，以便將液體儲存單元中包含的液體輸送到流控單元 中。在每個第一類型的液體儲存單元之后的流動路徑中，優(yōu)選地布置有常閉氣動閥門。與液體儲存單元的接口相連的氣壓管線在每種情況中有利地、補(bǔ)充地與屬于相應(yīng)液體儲存單元的閥門相連，使得液體儲存單元的壓力加載在每種情況中同時地打開相關(guān)的閥門，并且液體可從液體儲存單元流入流控單元中。液體儲存單元經(jīng)由氣壓管線的壓力加載可例如借助于經(jīng)由氣壓管線連接到液體儲存單元的上述可控氣壓源而進(jìn)行。屬于液體儲存單元的閥門也可以是液體儲存單元的部件并且有利地例如使用注模技術(shù)制造為單個組件。當(dāng)施加到一個或多個第二類型的液體容器的壓力小于施加到第一類型的液體容器以用于輸送液體的壓力時，從第一類型的液體儲存單元向流控單元中或從流控單元向第二類型的液體容器中的液體輸送可通過一個或多個第一類型的液體容器的壓力加載而進(jìn)行。特別地，可將大氣壓力施加到第二類型的液體容器。在這種情況下，第二類型的液體容器則不需要用于連接氣壓管線的接口。為了阻止從第二類型的液體儲存單元朝流控單元的液體流，在流控單元和至少一個尤其是每個第二類型的液體儲存單元之間的流動路徑中可布置常閉第二閥門，該閥門通過壓力加載而打開，以使得液體能從流控單元流入第二類型的液體儲存單元中。另外，在這種情況下，對于閥門和第二類型的液體儲存單元的每種組合，僅需要一個氣壓管線，以便打開或阻止對應(yīng)的液體通道。另外，在這種情況下，可提供共用的組件，該組件包括閥門和第二類型的液體儲存單元兩者。因此，對于液體儲存單元和所含氣動閥門的每種組合，單個氣壓管線對于壓力加載是足夠，以便將液體輸送通過系統(tǒng)，帶有氣動閥門的系統(tǒng)的實(shí)施例不比帶有止回閥的系統(tǒng)更復(fù)雜。在兩種情況中，每個液體儲存單元僅需要一個氣壓管線，如下文結(jié)合


將變得更顯而易見的。相比其中液體輸送通過泵系統(tǒng)或氣動或液壓裝置而進(jìn)行并且補(bǔ)充地閥門必須被致動的實(shí)施例，這具有優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的系統(tǒng)的情況中，只需要相對少量的氣壓連接來用于壓力加載液體儲存單元、相應(yīng)地閥門，以便引起進(jìn)入和來自流控單元的液體輸送，并且在流控單元中進(jìn)行處理步驟，例如，流過清潔介質(zhì)或校正介質(zhì)、流過樣品和/或試劑以及液體的混合。這尤其至少降低了系統(tǒng)的自動化控制單元的復(fù)雜性。
可替代地，閥門可以是可電致動或可液壓致動而不是可氣體致動的。然而，這增加了控制復(fù)雜性和構(gòu)造的復(fù)雜性，如上所述。在第二變型中，閥門可以是止回閥。也稱為單向閥的止回閥通常阻止介質(zhì)(尤其是液體)在下文中也稱為阻止方向的方向上的通過，同時它允許在下文中也稱為通過方向的相反方向上通過。通常，止回閥被具體化為需要也被稱為突破壓力或打開壓力的最小壓力，以便閥門能夠允許液體在通過方向上流動。為了使第一止回閥因此阻止液體從流控單元流到至少一個第一類型的液體儲存單元，第一止回閥被布置在第一類型的液體儲存單元和流控單元之間的流動路徑中，使得其通過方向在流動路徑中從液體儲存單元指向流控單元，同時其阻止方向?qū)?yīng)地指向相反方向。如果存在多個第一類型的液體儲存單元，其經(jīng)由液體管線與流控單元相連，使得在每種情況中形成從每個液體儲存單元到流控單元的液體的流動路徑，那么對應(yīng)地在每個流動路徑中布置有具有這樣的取向的止回閥。對應(yīng)地，為了使第二止回閥阻止液體從至少一個第二類型的液體儲存單元流到流 控單元，第二止回閥被布置在流控單元和第二類型的液體儲存單元之間的流動路徑中，使得其通過方向在流動路徑中從流控單元指向第二類型的液體儲存單元，同時其阻止方向?qū)?yīng)地指向相反方向。如果存在多個第二類型的液體儲存單元，其經(jīng)由液體管線與流控單元相連，使得在每種情況中形成用于從流控單元進(jìn)入第二類型的液體儲存單元中的每一個的液體的流動路徑，則在每個流動路徑中對應(yīng)地布置有具有這樣的取向的止回閥。止回閥的提供允許對通過流控單元的液體輸送的非常簡單有效且穩(wěn)健的控制，其中該止回閥防止經(jīng)第一液體管線從流控單元到第一類型的液體儲存單元的液體流動，或者經(jīng)第二液體管線在從第二類型的液體儲存單元到流控單元的方向上的液體流動。布置在第一類型的液體儲存單元和流控單元之間且在第一類型的液體儲存單元的方向上阻止的止回閥一方面防止液體從流控單元流回到液體儲存單元中，并且另一方面由于所需突破壓力而避免液體可以僅僅由于液體儲存單元中的液體的靜水壓力而不受控地流入流控單元裝置中。布置在流控單元和第二類型的液體儲存單元之間的止回閥確保沒有液體可從第二類型的液體儲存單元返回到流控單元中。在這里描述的帶有氣動或以其它方式可致動的閥門的第一變型以及帶有止回閥的第二變型中，來自第一類型的液體儲存單元的液體可通過在第一類型的液體儲存單元和第二類型的液體儲存單元之間設(shè)置壓力差而輸送到流控單元中。在使用止回閥的情況中，這種壓力差必須足夠高，以便克服在第一類型的液體儲存單元和流控單元之間的止回閥的突破壓力。同時，在所有其它第二類型的液體儲存單元上設(shè)有壓力，該壓力等于第一類型的液體儲存單元上的壓力，以使得在其余的第二類型的液體儲存單元和第一類型的液體儲存單元之間不存在壓力差。這樣，液體在預(yù)定流動路徑傳送通過第一類型的液體儲存單元和第二類型的液體儲存單元之間的流控單元。止回閥確保來自其余的第二類型的液體儲存單元的液體不會到達(dá)流控單元。優(yōu)選地，除了液體的流動之外，止回閥同時阻止氣體的流動，以使得例如在借助于氣壓系統(tǒng)而在第一類型和第二類型的液體存儲系統(tǒng)之間施加壓力差的情況中，沒有氣體，例如氣壓系統(tǒng)的加壓空氣可從液體儲存單元進(jìn)入流控單元。因此，僅僅通過在第一類型的液體儲存單元和第二類型的液體儲存單元之間施加壓力差，液體就能非常有效地輸送通過流控單元，而在流控單元內(nèi)不需要有源功能元件，尤其是諸如閥門或泵的可致動部件。流控單元因此是經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)健和如下文將提供的那樣易于維護(hù)或替換的。特別地，因此有利的是，作為在一次或多次使用以用于處理液體(例如，用于進(jìn)行一次或多次液體分析)的可替換單次使用部件，流控單元可被完全丟棄和替換成新的同樣實(shí)現(xiàn)的流控單元。由于在每種情況中在液體儲存單元和流控單元之間布置有止回閥或可氣體致動的閥門，不存在液體或氣體不期望地從液體儲存單元進(jìn)入流控單元的危險，液體儲存單元可具體化為具有相對大的體積，以便在需要替換或新填充液體儲存單元之前能進(jìn)行全套測量。由于這些原因，這樣的用于處理液體的系統(tǒng)可以非常有利地應(yīng)用在過程技術(shù)中，該技術(shù)用于監(jiān)測液體測量介質(zhì)，例如，用于監(jiān)測飲用水的品質(zhì)或用于監(jiān)測食品、生物技術(shù)或醫(yī)藥過程。在帶有止回閥的系統(tǒng)的上述實(shí)施例的有利的進(jìn)一步發(fā)展中，每個止回閥被設(shè)計(jì)成使得為了在通過方向上打開止回閥，需要存在大于或等于止回閥的突破壓力的壓力差，并且其中，第一止回閥的突破壓力(由于該突破壓力，止回閥阻止液體經(jīng)第一液體管線在從流控單元到第一類型的液體儲存單元的方向上的流動)優(yōu)選地大于第二止回閥的突破壓力(由于該突破壓力，止回閥阻止液體經(jīng)第二液體管線在從第二類型的液體儲存單元到流控單元的方向上的流動)。 在第一類型的液體儲存單元的情況中，液體的靜水壓力在通過方向上作用在止回閥上。為了能夠提供盡可能大的第一類型的液體儲存單元，因此有利的是具體化止回閥，使得為了打開止回閥而需要相對高的突破壓力。在第二類型的液體儲存單元的情況中，液體的靜水壓力在止回閥的阻止方向上作用。因此，足以提供更小的突破壓力。阻止液體或氣體從第二類型的液體儲存單元流回到流控單元中的止回閥的突破壓力越小，則為了使液體經(jīng)由兩個液體儲存單元之間的流動路徑輸送通過流控單元而必須置于第一類型的液體儲存單元和第二類型的液體儲存單元之間的壓力差就越小。形成該流動路徑的液體管線的壓力加載對應(yīng)地較小，這意味著系統(tǒng)尤其是流控單元的更長的使用壽命和更好的密封狀態(tài)。在有利的實(shí)施例中，系統(tǒng)包括單獨(dú)的可替換模塊，其中，第一可替換模塊具有流控單元、到流控單元的至少一個液體供應(yīng)管線和來自流控單元的至少一個液體排放管線，并且其中第二可替換模塊包括至少一個第一類型的液體儲存單元和用于將至少一個第一類型的液體儲存單元連接到至少一個液體供應(yīng)管線并連接到流控單元的接口。該接口在下文中也被簡稱為流控接口。在特殊實(shí)施例中，第二模塊可補(bǔ)充地包括至少一個第二類型的液體儲存單元。特別地，第二模塊可具有多個第一類型的液體儲存單元和多個第二類型的液體儲存單元。對應(yīng)地，流控接口因此用于將所有存在的第一類型和第二類型的液體儲存單元連接到相關(guān)的液體管線，該液體管線連接液體儲存單元與流控單元?？蛇B接到第一類型的液體儲存單元的液體管線充當(dāng)?shù)搅骺貑卧囊后w供應(yīng)管線，而可連接到第二類型的液體儲存單元的液體管線則充當(dāng)來自流控單元的液體排放管線。第二可替換模塊又可由多個諸如單獨(dú)的液體筒的可替換的獨(dú)立模塊構(gòu)成，這些液體筒在每種情況中包括第一類型或第二類型的液體儲存單元。術(shù)語“可替換模塊”表示這樣的模塊其能經(jīng)由一個或多個連接與另一個單元，尤其是另一個可替換模塊相連，然后在以后從這樣的模塊斷開連接，以便其能夠替換成相同類型的模塊。模塊具有相同連接，使得每個模塊可與其它單元相連，然后在以后斷開連接，而不需要任何修改。優(yōu)選地，相同類型的模塊也具有相同形狀尤其是相同尺寸的殼體。因此，相同類型的模塊具有相同的空間要求，并且因此可彼此替換，而不需要分析系統(tǒng)的其余構(gòu)造的其它改變。然而，相同類型的模塊可以不同，尤其是在所含液體儲存單元、功能單元和/或流體管線的數(shù)量上，尤其也在流體管線的路線的實(shí)施例中，例如，流體管線之間的支管的數(shù)量、以及液體儲存單元的供應(yīng)體積。因此，例如，全系列相同類型的第一模塊可以存在，其被設(shè)計(jì)用于非常不同的分析方法，但在其連接和空間要求方面完全相容。因此，可將不同的第一模塊連接到一個相同的第二模塊，并且在需要時，彼此替換。此外，在例如一個或多個液體儲存單元在進(jìn)行一系列分析之后排空時，所述模塊構(gòu)造允許以非常簡單的方式將帶有液體儲存單元的第二模塊與帶有流控單元的第一模塊分開。第二模塊可替換成新的完全充滿的相同類型的模塊。這大大簡化了操作者對分析系統(tǒng)的維護(hù)。另外，這樣的模塊化構(gòu)造對于制造商具有非常大的優(yōu)點(diǎn)。因此，例如，可以提供帶有構(gòu)造非常不同的流控單元的一系列相同類型的第一模塊和帶有用于不同試劑的不同數(shù)量的液體儲存單元的一系列相同類型的第二模塊。這樣，制造商可具有“套件”，從該套件可構(gòu)建流控單元和具有不同組合的試劑的液體儲存單元的多種組合。 模塊可以例如具體化為可在使用后丟棄的單次使用部件，也稱為一次性部件。這對于在生物科技中的應(yīng)用尤其有利，在生物科技的情況中，通過清潔和消毒而翻新模塊、分別清潔、消毒和再填充包括液體儲存單元的模塊將比由處置和替換具體化為單次使用部件的模塊所帶來的成本要昂貴得多。具體化為單次使用部件的模塊優(yōu)選地尤其簡單地具體化，并且可以例如使用注模技術(shù)制造。第二模塊可包括第一閥門，其阻止液體和在給定情況下氣體經(jīng)第一液體管線從流控單元流到第一類型的液體儲存單元；和第二閥門，其阻止液體和在給定情況下氣體經(jīng)第二液體管線從第二類型的液體儲存單元流到流控單元。第一和第二閥門可尤其是第一和第二止回閥或第一和第二氣動閥門。如果第二模塊具有多個第一類型的液體儲存單元和/或多個第二類型的液體儲存單元，這些液體儲存單元經(jīng)由液體管線與流控單元相連，那么有利地，經(jīng)連接第一類型的液體儲存單元與流控單元的液體管線從流控單元到第一類型的液體儲存單元的液體流借助于閥門(尤其是第一止回閥或第一氣動常閉閥門)被阻止，并且液體和在給定情況中的氣體經(jīng)連接第二類型的液體儲存單元與流控單元的液體管線從第二類型的液體儲存單元到流控單元的流動借助于第二閥門(尤其是第二止回閥或第二氣動常閉閥門)被阻止。第一閥門在每種情況中為此而布置在第一類型的液體儲存單元和流控單元之間的流動路徑中，并且第二閥門在每種情況中對應(yīng)地布置在第二類型的液體儲存單元和流控單元之間的流動路徑中。有利地，所有第一和第二閥門為第二模塊的部件。這樣，布置在第一模塊中的流控單元可具體化為完全不帶閥門或其它有源功能元件，尤其是可致動的功能元件。這使得帶有流控單元的第一模塊尤其經(jīng)濟(jì)且極少出現(xiàn)缺陷。因此，這樣的實(shí)施例對于作為單次使用(一次性)部件提供的第一模塊尤其有利。此外，第二模塊可具有用于將至少每個第一類型的液體儲存單元(尤其是每個液體儲存單元)連接到在每種情況中氣壓系統(tǒng)的氣壓管線的另一個接口。如果第二模塊具有可氣體致動的閥門，這些閥門同樣經(jīng)由用于致動閥門的該接口與氣壓系統(tǒng)相連。該其它接口在下文中被簡稱為氣壓接口。氣壓系統(tǒng)用來為液體儲存單元和在給定情況中氣動閥門在每種情況中供應(yīng)預(yù)定壓力，并且以便輸送流控單元內(nèi)的液體，如上所述。優(yōu)選地，氣壓系統(tǒng)具體化為使得在每個氣壓管線中盛行的壓力可單獨(dú)地調(diào)節(jié)，尤其是可控。為此，氣壓系統(tǒng)包括例如一個或多個可控氣壓源，該氣壓源在每種情況中經(jīng)由裝有可控閥門的壓力供應(yīng)管線連接到液體儲存單元。因此，可以有針對地向液體儲存單元穩(wěn)定地施加預(yù)定壓力差，以便通過液體管線向流控單元和從流控單元輸送液體，并且也經(jīng)由流控單元內(nèi)的復(fù)雜管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行輸送。用于將至少每個第一類型的液體儲存單元(尤其是每個液體儲存單元)在每種情況中連接到氣壓管線的接口可包括封閉元件，例如隔膜、膜或過濾器，其液體密閉但氣體可透過地密封液體儲存單元，尤其密封阻止微生物的滲透或逸出或阻止液體從液體儲存單元逸出。隔膜、膜或過濾器可布置例如在液體儲存單元的氣體連接端。這樣，包含在液體儲存單元中的液體與環(huán)境隔絕。如果氣壓管線從第二接口斷開連接，則沒有液體能從液體儲存單元逸出并污染環(huán)境。這在生物樣品分析的情況中尤其重要，其中在給定情況中可能存在對于環(huán)境或?qū)τ诓僮髡呶ｋU的微生物。在用于處理液體的系統(tǒng)的有利實(shí)施例中,在至少一個第一類型的液體儲存單元和/或至少一個第二類型的液體儲存單元內(nèi)的液體包含在柔性、氣體不可透過且液體不可透 過的密閉容器中，該密閉容器連接到第一液體管線。在這種情況下可能涉及到的是例如包含在相應(yīng)的液體儲存單元中的柔性材料的袋，例如諸如聚乙烯或聚丙烯的合成材料的薄膜的袋。同樣，在該實(shí)施例的情況中，防止了在更換液體儲存單元的情況中(即，在第二接口的氣壓管線斷開連接的情況中)或通過蒸發(fā)而使液體向環(huán)境中的逸出。另外，可以由此安全地防止包含在袋中的液體被外部滲透的物質(zhì)或微生物所污染，并且也安全地防止威脅健康或威脅環(huán)境的物質(zhì)從液體儲存單元逸出到環(huán)境中。該實(shí)施例的另一個優(yōu)點(diǎn)在于，防止通過氣壓系統(tǒng)的氣體與液體儲存單元中存在的液體的混合而在液體中形成氣泡。另外，通過取消第二接口中的過濾元件或膜元件，可以實(shí)現(xiàn)更快速的響應(yīng)，因?yàn)闅鈮汗芫€中的壓力變化由于更小的阻力而更快速地傳輸?shù)酱斔偷囊后w。此外，該實(shí)施例提供了對液體儲存單元的材料的更大選擇自由，因?yàn)樵摬牧喜辉俳佑|液體，使得不再擔(dān)心其對于生物樣品的化學(xué)穩(wěn)定性或生物相容性。同樣，包含一個或多個液體儲存單元的可替換模塊的翻新在該實(shí)施例中是有利的。用于處理液體的系統(tǒng)的上述模塊化構(gòu)造允許非常簡單的維護(hù)。在需要維護(hù)的情況中，例如當(dāng)一個或多個第一類型的液體儲存單元完全排空時或當(dāng)一個或多個第二類型的液體儲存單元完全充滿時，操作者僅需要經(jīng)由第二接口將第二模塊從氣壓管線斷開連接。在這種情況下，第二模塊優(yōu)選地保持與第一模塊的連接。在第二接口斷開的情況中，沒有液體或微生物能從液體容器逸出到環(huán)境中。因此，從氣動單元移除第二和第一模塊對于操作者是完全沒有危險的。有利地，第一和第二模塊容納在例如盒子形式的公共殼體中，除了氣壓接口之外，該殼體僅具有一個其它連接，即，用于供應(yīng)來自盒子的液體儲存單元中的樣品源的樣品的連接。該盒子可以常規(guī)噴墨打印機(jī)的打印機(jī)墨盒的方式通過由操作者分離氣壓接口和樣品連接而容易地移除，并且替換成新的尤其是相同構(gòu)造的相同類型的盒子，該盒子的第一類型的液體儲存單元被填充，而其第二類型的液體儲存單元被排空。用過的盒子可或者作為單次使用(一次性)部件丟棄或者通過清潔帶有流控單元的第一模塊并重新填充與將丟棄的排空液體聯(lián)接的第二模塊中的液體儲存單元而翻新。用過的盒子的翻新不需要由分析系統(tǒng)的操作者進(jìn)行。其可由訓(xùn)練有素的人員進(jìn)行，尤其是事實(shí)上由制造商進(jìn)行。在有利的實(shí)施例中，可借助于過熱蒸汽將盒子優(yōu)選地與容器一起進(jìn)行消毒(高壓滅菌)，待分析樣品可從該盒子移除并在給定情況中置于盒子的液體儲存單元中。用于處理液體的系統(tǒng)可以是例如分析儀，該分析儀具體化為從諸如用于制造化學(xué)品或醫(yī)藥產(chǎn)品的生物技術(shù)過程的過程中抽出樣品并就一個或多個參數(shù)分析這樣的樣品。在這種情況下，有利的是在結(jié)束過程之后對過程設(shè)備和包括盒子在內(nèi)的相連的系統(tǒng)進(jìn)行消毒，尤其是借助于過熱蒸汽進(jìn)行。在消毒之后，可移除并丟棄盒子。甚至在盒子與其處置有關(guān)而被損壞時，由于此前進(jìn)行的消毒，也不會有破壞性微生物進(jìn)入環(huán)境中。在有利的實(shí)施例中，系統(tǒng)包括至少一個流動路徑，其用于將液體從一個或多個第一類型的液體儲存單元通過流控單元輸送至第二類型的液體儲存單元中，其中系統(tǒng)包括用于測定流動路徑上的液體的流量尤其是質(zhì)量流量和體積流量的測量裝置。流量傳感器可為此而設(shè)置在流動路徑的合適的點(diǎn)處。此外，該系統(tǒng)可包括諸如溫度傳感器的其它傳感器，其可布置在流控單元或液體儲存單元的區(qū)域中。系統(tǒng)還可具有控制單元，其具體化為基于由測量裝置提供的測量值中的至少一個 來控制在連接到第一和第二類型的液體儲存單元的氣壓系統(tǒng)的氣壓管線中的至少一個中的壓力。該控制單元為例如電子數(shù)據(jù)處理單元，例如，具有處理器和數(shù)據(jù)存儲器的可編程邏輯控制器。雖然液體儲存單元和流控單元可以如上所述具體化為可替換模塊，但控制單元和氣壓系統(tǒng)優(yōu)選地為系統(tǒng)的固定部件，并且可以例如耐久地集成到可插入可替換模塊的殼體結(jié)構(gòu)中?？刂茊卧€可具體化為用于評價系統(tǒng)的其它傳感器的數(shù)據(jù)和用于顯示信息和測量值。為了進(jìn)行各種液體通過功能單元的連續(xù)引導(dǎo)或兩種液體在流控單元中的混合，流控單元可具有例如與第一類型的第一液體儲存單元相連的第一液體管線段和與第一類型的第二液體儲存單元相連的第二液體管線段，其中，第一和第二液體管線段在第一點(diǎn)處結(jié)合到第三液體管線段，第三管線段在遠(yuǎn)離第一點(diǎn)的第二點(diǎn)處分支成第四和第五液體管線段，其中至少第四液體管線段通入功能單元中，并且其中，至少第六液體管線段從功能單元向外引出，該管線段與第二類型的第一液體儲存單元相連；并且其中，第五液體管線段與第二類型的第二液體儲存單元相連。這是基本結(jié)構(gòu)，當(dāng)來自兩個單獨(dú)的第一類型的液體儲存單元的兩種液體將被混合或先后轉(zhuǎn)移到功能單元中時，可以始終使用該結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，流控單元可包括明顯更多的液體管線和液體管線段，例如以便在其它試劑中混合或者以便引導(dǎo)其它液體通過流控單元例如以用于清潔或再生目的。此外，可以提供其它功能單元，例如以便檢測在同一個樣品內(nèi)的不同被分析物，或者以便使樣品經(jīng)受多級處理。流控單元可具體化為微流控單元，以便在每次分析中使用盡可能少量的試劑。在這種情況下，可具體化例如為微流控芯片的微流控單元包括至少一個功能單元和將液體供應(yīng)管線引導(dǎo)至功能單元的至少一個微流動路徑或微通道以及將液體排放管線引導(dǎo)遠(yuǎn)離功能單元的至少一個微流動路徑或微通道。優(yōu)選地，系統(tǒng)的流控單元僅具有用于控制液體流的無源裝置，例如，此前描述的分支或再接合管道或管段。特別地，包括流控單元的第一模塊不包含閥門或其它可致動的功能元件。這樣，一方面確保了流控單元內(nèi)的非常簡單且因此極少出現(xiàn)缺陷的液體輸送。另一方面，包含流控單元的該模塊可因此以經(jīng)濟(jì)方式制造，尤其是制造成單次使用部件。在上述盒子翻新的情況中，因此在經(jīng)濟(jì)上合理的不是如上所述那樣翻新包含流控單元的第一模塊，而是在使用后將其丟棄。第一和/或第二模塊可包括加熱設(shè)備，尤其是可控的熱電元件，例如珀耳帖元件，或可控的加熱元件和溫度傳感器。加熱設(shè)備可用來將試劑和液體樣品保持在恒定的溫度下。這可以由系統(tǒng)的控制單元基于溫度傳感器所提供的測量值來確保。加熱設(shè)備也可例如有針對地布置在流控單元的功能單元的區(qū)域中，以便局部地設(shè)定一定溫度。例如，一種選擇是在功能單元中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)可通過增加反應(yīng)溫度而加速。在這種情況下，可在功能單元的區(qū)域中布置加熱元件，該加熱元件局部地增加功能單元中存在的反應(yīng)混合物的溫度。用于處理液體的系統(tǒng)還可包括信號記錄系統(tǒng)和/或信號產(chǎn)生系統(tǒng)，其具體化為記錄流控單元的至少一個功能單元中存在的被分析物或被分析物的反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)，尤其是光學(xué)性質(zhì)或磁性質(zhì)。信號記錄系統(tǒng)可以是例如帶有尤其是LED的輻射源和尤其是光電二極 管的光電檢測器的光學(xué)設(shè)備，以便記錄被分析物或反應(yīng)產(chǎn)物的吸收性質(zhì)或熒光性質(zhì)并且因此獲得關(guān)于樣品液體中的被分析物的濃度的定量信息。第一模塊可尤其具有對于由輻射源發(fā)出的輻射透明的光路，其中光路通過功能單元的至少一部分，以便記錄被分析物或被分析物的反應(yīng)產(chǎn)物的光學(xué)性質(zhì)。

現(xiàn)在將基于附圖中示出的實(shí)施例的實(shí)例詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中圖I示出了用于處理液體的系統(tǒng)的示意圖；圖2示出了在第一處理步驟期間的圖I的系統(tǒng)；圖3示出了在第二處理步驟期間的圖I的系統(tǒng)；圖4示出了在第三處理步驟期間的圖I的系統(tǒng)；圖5示出了在第四處理步驟期間的圖I的系統(tǒng)；圖6a)示出了處于分離狀態(tài)的氣壓接口和液體儲存單元的實(shí)施例；圖6b)示出了處于連接狀態(tài)的圖6a)的氣壓接口 ；圖7示出了用于經(jīng)由氣壓接口與氣壓系統(tǒng)可脫開地連接的盒子，該盒子包括液體儲存單元和流控單元。圖8a)示出了處于關(guān)閉狀態(tài)的可氣體致動的閥門；圖Sb)示出了處于打開狀態(tài)的可氣體致動的閥門；圖9a)示出了處于關(guān)閉狀態(tài)的可氣體致動的常閉夾管閥；圖9b)示出了處于打開狀態(tài)的可氣體致動的常閉夾管閥；圖IOa)示出了處于打開狀態(tài)的可氣體致動的常開夾管閥；圖IOb)示出了處于關(guān)閉狀態(tài)的可氣體致動的常開夾管閥；圖11示出了第一類型的液體儲存單元(供應(yīng)物儲存單元)，其帶有到流控單元(未示出)的液體管線和至少有時阻斷液體管線的圖9的夾管閥；圖12示出了第二類型的液體儲存單元(廢物儲存單元)，其帶有來自流控單元(未示出)的液體管線和至少有時阻斷液體管線的圖9的夾管閥；圖13a)示出了液體儲存單元，其中布置有處于填充狀態(tài)的第一實(shí)施例中的柔性液體容器；圖13b)示出了液體儲存單元，其中布置有處于填充狀態(tài)的第二實(shí)施例中的柔性液體容器；圖13c)示出了液體儲存單元，其中布置有處于已排空狀態(tài)的第二實(shí)施例中的柔性液體容器。
具體實(shí)施例方式圖I示出了用于處理液體的系統(tǒng)I的示意圖，該液體可例如在分析系統(tǒng)中使用。在圖I所示實(shí)例中，系統(tǒng)I包括四個液體筒，即，第一供應(yīng)物筒100和第二供應(yīng)物筒200以及第一廢物筒300和第二廢物筒400。兩個供應(yīng)物筒100、200包含充當(dāng)?shù)谝活愋偷囊后w儲存 單元的供應(yīng)物儲存單元130和230。兩個廢物筒300和400包含充當(dāng)?shù)诙愋偷囊后w儲存單元的廢物儲存單元330和430。此外，系統(tǒng)I包括流控單元500和液體供應(yīng)管線160和260，該管線將供應(yīng)物儲存單元130和230與流控單元500相連；以及液體排放管線360和460，該管線將流控單元500與廢物儲存單元330和430相連。供應(yīng)物儲存單元130、230包含液體170、270，該液體可經(jīng)由連接到供應(yīng)物儲存單元130、230的液體供應(yīng)管線160、260引入流控單元500中。兩個廢物儲存單元330和430具體化為接納經(jīng)由液體排放管線360、460從流控單元500供應(yīng)到它們的用過的液體170、270以及這些液體170、270的混合物。供應(yīng)物筒100、200和廢物筒300、400可彼此耐久地連接，并且在給定情況中由殼體圍繞，以使得它們形成集成模塊2。供應(yīng)物筒100、200和廢物筒300、400具有連接110、210、310、410，用于將包含在液體筒中的相應(yīng)的液體儲存單元130、230、330、430連接到氣壓系統(tǒng)的氣壓管線(圖I中未示出)。連接110、210、310和410因此形成系統(tǒng)I的氣壓接口。供應(yīng)物筒100中的供應(yīng)物儲存單元130和供應(yīng)物筒200中的供應(yīng)物儲存單元230具體化為例如筒內(nèi)的孔。供應(yīng)物儲存單元130、230可容納例如試劑、用于例如流控單元500的功能單元的再生的再生液體或用于清潔流控單元500的清潔液體。供應(yīng)物儲存單元也可充當(dāng)待分析樣品的緩沖器，該樣品首先例如借助于蠕動泵或注射器泵或借助于帶有氣動樣品輸送器的氣動取樣設(shè)備從諸如過程裝置的管線的過程容器被優(yōu)選自動地移除，然后填充到供應(yīng)物儲存單元中。供應(yīng)物筒100和200在每種情況中包括用于將供應(yīng)物儲存單元130、230連接到流控系統(tǒng)500的連接140、240。連接140、240在每種情況中可以聯(lián)接到流控系統(tǒng)500的液體供應(yīng)管線160、260，從而在供應(yīng)物儲存單元130、230和流控單元500之間形成流體連接。對應(yīng)地，廢物筒300和400在每種情況中包括用于將廢物儲存單元340、440連接到流控系統(tǒng)500的連接340、440。連接340、440在每種情況中可聯(lián)接到流控系統(tǒng)500的液體排放管線360、460，從而在流控單元和廢物儲存單元330、430之間形成流體連接。這樣，供應(yīng)物儲存單元130、230和廢物儲存單元330、430流體連接以用于在每種情況中形成從供應(yīng)物儲存單元經(jīng)流控單元500引導(dǎo)至廢物儲存單元的至少一個流動路徑。流體連接裝置在這里和下文中表示在兩個部件之間(這里例如在液體儲存單元和流控系統(tǒng)500之間)的結(jié)構(gòu)連接，尤其是存在于流控系統(tǒng)500中的液體管線和功能元件，流體(優(yōu)選液體)可經(jīng)由其從第一部件轉(zhuǎn)移到第二部件。特別地，不排除在流體連接的第一和第二部件之間布置有附加部件。此外，流體連接尤其密封使得在第一和第二部件之間的無損耗流體轉(zhuǎn)移是可能的。在供應(yīng)物儲存單元130和供應(yīng)物儲存單元230 (尤其是作為由帶有液體儲存單元130、230、330、430的筒100、200、300和400形成的模塊2的部件)的連接140,240的區(qū)域中，在每種情況中布置有第一止回閥150和第二止回閥250，這些止回閥在從流體單元500分別朝第一供應(yīng)物儲存單元130和第二供應(yīng)物儲存單元230的方向上阻止。因此，這些止回閥阻止液體和在給定情況中的氣體從流控單元500流回到供應(yīng)物儲存單元130、230中。第一止回閥150和第二止回閥250優(yōu)選地具體化成使得它們僅允許液體在達(dá)到某個最小壓力(所謂的突破壓力或打開壓力)之后在通過方向上因此從供應(yīng)物儲存單元130、230到流控單元500流動。在這種情況下，打開壓力選擇為使得在完全填充狀態(tài)下的供應(yīng)物儲存單元 130,230中僅作用于止回閥150、250上的試劑170、270的靜水壓力不足以超過打開壓力。在廢物儲存單元330和廢物儲存單元430 (尤其作為模塊2的部件)的連接340、440的區(qū)域中在每種情況中分別布置有第三止回閥350和第四止回閥450，這些止回閥阻止從廢物儲存單元330和430到流控單元500的流動。因此，止回閥330、430阻止液體和在給定情況中的氣體從廢物儲存單元330、430流回至液體排放管線360、460中且因此進(jìn)入流控單元500中。止回閥350和450設(shè)計(jì)成使得需要一定的打開壓力以便允許液體在通過方向上流動。在這種情況下，第三止回閥350和第四止回閥450的打開壓力可分別選擇為一定程度地分別小于第一止回閥150和第二止回閥250的打開壓力。所有液體儲存單元(即供應(yīng)物儲存單元130、230和廢物儲存單元330、430)的連接140,240,340和440形成用于將流控單元500連接到液體儲存單元的筒模塊2的接口。該接口也被稱為流控接口。所有供應(yīng)物筒100、200和所有廢物筒300、400都具有在其液體儲存單元130、230、330,430和用于連接氣壓系統(tǒng)的相關(guān)聯(lián)的連接110、210、310和410之間的封閉元件120、220,320和420，例如，隔膜、膜或過濾器，這些封閉元件是實(shí)際上氣體可透過而液體不可透過的。這防止液體能從液體儲存單元130、230、330和430逸出到氣壓管線中，或者在沒有氣壓管線連接到筒的氣壓接口的情況中逸出到環(huán)境中。對于系統(tǒng)I的生物化學(xué)或無菌應(yīng)用來說，氣體可透過的緊固件120、220、320和420可具體化成使得沒有微生物能滲入液體儲存單元中。并且沒有微生物能從液體儲存單元逸出。存在于供應(yīng)物儲存單元130、230和廢物儲存單元330、430內(nèi)的液體可包含在柔性氣體不可透過且液體不可透過的密閉容器中，該密閉容器連接到將液體儲存單元130、230、330,430與流控單元500相連的相應(yīng)的液體管線160、260、360、460。這些柔性密閉容器可以是例如由柔性材料(例如塑料膜)制成的袋。袋安放在相應(yīng)的液體儲存單元130、230、330、430中。下文將結(jié)合圖9描述這一點(diǎn)。充當(dāng)樣品液體的緩沖器的供應(yīng)物儲存單元包括用于遞送樣品液體的附加連接(未示出)。對應(yīng)地，布置在液體儲存單元內(nèi)的柔性密閉容器包括用于引入樣品的連接。這些連接可借助于閥門(例如止回閥)對環(huán)境密封，從而在移除包括充當(dāng)樣品的緩沖器的液體筒的模塊2之后沒有樣品液體逸出。流控單元500包括處理筒，其中液體可連續(xù)地穿過、混合、化學(xué)轉(zhuǎn)化、加熱、分析或以其它方式進(jìn)行處理。當(dāng)系統(tǒng)I為微流控系統(tǒng)時，處理筒具體化為微流控單元尤其是微流控芯片的形式。處理筒包括一系列液體管線521、522、523、524、525，這些流體管線經(jīng)由連接511、512、513、514與來自供應(yīng)物筒100、200的液體供應(yīng)管線160、260和引導(dǎo)至廢物筒300、400的液體排放管線360、460流體連接。處理筒可例如由基底形成，基底的表面具有形成液體管線的通道和壓在該表面上的蓋板。用于處理筒的材料可以是例如硅、諸如塑料的合成材料或玻璃。當(dāng)處理筒具體化為微流控芯片時，液體管線521、522、523、524、525具體化為在硅基底中的毛細(xì)管通道。為了制造這樣的微流控芯片，可以使用本領(lǐng)域(尤其是“芯片實(shí)驗(yàn)室”技術(shù)的領(lǐng)域)已知的材料和制造工藝。在替換實(shí)施例中，通過直接連接處理筒的連接與液體筒100、200、300、400的流體連接140、240、340、440，可以省略液體供應(yīng)管線160、260和液體排放管線360、460。這可以例如通過在處理筒的連接和液體筒100、200、300、400的流體連接140、240、340、440中提供定位部而實(shí)現(xiàn)。定位部使彼此密封接合，以便建立流體輸送連接。在圖I的實(shí)例中，液體筒容納在具體化為例如盒子的單個可替換模塊2中。模塊2的流體連接140、240、340、440可配有定位部，該定位部可與模塊3的連接的定位部通過使 各定位部形成流體密封接合而相連。模塊3同樣具體化為例如盒子，該盒子包括流控單元500和液體管線160、260、360和460。優(yōu)選地，可替換模塊2包括引導(dǎo)裝置，該引導(dǎo)裝置與可替換模塊3的互補(bǔ)引導(dǎo)裝置相互作用，使得模塊3可僅在相對于可替換模塊2的取向的預(yù)定取向上連接。這樣，確保了供應(yīng)物儲存單元130、230和廢物儲存單元330、430連接到分別為它們提供的流控單元500的液體管線160、260、360、460。在這里所示實(shí)例中，流控單元500具有液體管線521、522、523、524、525的系統(tǒng)，該系統(tǒng)適于將兩種液體170、270先后從兩個供應(yīng)物儲存單元130、230供應(yīng)至功能單元530，以便在那里進(jìn)行例如光度測量。為此，該系統(tǒng)包括經(jīng)由其連接512與第一供應(yīng)物儲存單元130相連的第一液體管線522和經(jīng)由連接511與第二供應(yīng)物儲存單元230相連的第二液體管線521，其中第一液體管線521和第二液體管線522在第一點(diǎn)處結(jié)合到第三液體管線523，第三液體管線523在遠(yuǎn)離第一點(diǎn)的第二點(diǎn)處分支成第四液體管線524和第五液體管線525。第四液體管線524通入功能單元530中，而第五液體管線525引導(dǎo)至經(jīng)由連接514連接到的第二廢物儲存單元430。從功能單元530向遠(yuǎn)處引出的是第六液體管線526，其經(jīng)由連接513與第一廢物儲存單元330流體連接。在本實(shí)例中，功能單元530由具有圓形底部的室形成。室具有由通道段523形成的入口和由液體管線524形成的出口。功能單元在另一實(shí)例中也可具體化為曲折形或以“芯片實(shí)驗(yàn)室”技術(shù)已知的其它方式。施加在功能單元530的底部上的可以是例如一層生物化學(xué)受體，待檢測生物分子特異性地結(jié)合到該層生物化學(xué)受體上。包含待測定被分析物的液體樣品可經(jīng)由液體管線523例如從供應(yīng)物儲存單元130、230之一引入功能單元530中。包含在樣品中的被分析物在這里特異性地結(jié)合到施加在功能單元530的底部上的受體。結(jié)合到受體的被分析物分子的數(shù)量可例如借助于光學(xué)測量來測定。為了光學(xué)檢測被分析物，系統(tǒng)I包括光信號記錄系統(tǒng)700，該光信號記錄系統(tǒng)包括諸如發(fā)光二極管(LED)的光源711和諸如光電二極管的接收器712。為此，流控單元500至少沿光路713為透明的，以便光源711的輻射從光源711延伸通過功能單元530至光電檢測器712。為此，例如流控單元500可由對于信號記錄系統(tǒng)700的測量波長透明的材料制成或至少具有這樣的材料的窗口?？蛇x地，光源711的輻射也可由光纖引導(dǎo)至功能單元530，并且同樣經(jīng)由光導(dǎo)管從功能單元530引至光電檢測器712。在第六液體管線526布置有傳感器611，該傳感器在本實(shí)例中為流量測量換能器。流量測量換能器與系統(tǒng)I的控制單元(圖I中未示出)相連?；诋?dāng)前由流量測量換能器611輸送的測量值，控制單元可控制氣動單元以確保通過流控單元500的均勻流。當(dāng)然，也可將相同類型的流量測量換能器布置在一個或多個附加的液體管線521、522、523、524和525中。用于這樣的微流體應(yīng)用的合適的流量測量換能器在例如US 2009/0126505 Al或WO 2007/147786 Al或US 6, 477,901 A中有所描述。在后兩份文獻(xiàn)中的流量測量換能器為MEMS技術(shù)中的科里奧利流量測量裝置。傳感器611也可可選地為溫度傳感器或電導(dǎo)傳感器。另外，多個這樣的傳感器611可設(shè)置在流控單元500內(nèi)，以便記錄流過處理筒的液體的不同測量變量。除了帶有流控單元500的模塊3和液體管線160、260、360、460以及包括液體儲存單元130、230、330、430的模塊2之外，系統(tǒng)I包括已經(jīng)提及的控制單元，該控制單元還具體 化用于評價光信號記錄單元700的數(shù)據(jù)、用于評價附加傳感器611的數(shù)據(jù)、以及用于顯示信息和分析結(jié)果。此外，系統(tǒng)I包括已經(jīng)提及的氣壓系統(tǒng)，該氣壓系統(tǒng)用于將液體經(jīng)流控單元500從供應(yīng)物儲存單元130、230輸送到廢物儲存單元330、430中。雖然所描述的液體儲存單元130、230、330、430和流控單元500可集成在可替換模塊中，但控制單元和氣壓系統(tǒng)優(yōu)選地為系統(tǒng)I的固定部件，并且可以耐久地集成，例如集成到在可替換模塊2、3可插入到其中的殼體結(jié)構(gòu)中?；趫D2至5，現(xiàn)在將描述在氣動單元的輔助下在處理單元501內(nèi)的液體輸送。在這里所示實(shí)例中，所有通道均初始地填充有液體。在圖2所示第一步驟中，將諸如液體樣品的第一液體170從第一供應(yīng)物儲存單元130引入流控單元500中。為此，經(jīng)由氣壓接口(包括連接110、210、310和410)與供應(yīng)物儲存單元130、230、330和430相連的氣動單元(未示出)將第一壓力Pl施加到第一供應(yīng)物儲存單元130，并將小于第一壓力Pl的氣體壓力PO施加到第二廢物儲存單元430。這樣，在第一供應(yīng)物儲存單元130和第二廢物儲存單元430之間出現(xiàn)壓力差P1-P0。如果該壓力差和第一供應(yīng)物儲存單元130中的第一試劑170的靜水壓力之和超出第一止回閥150的突破壓力、第四止回閥450的突破壓力和受影響的液體管線的阻力之和，則第一液體170經(jīng)由第一止回閥150在通過方向上被引導(dǎo)進(jìn)入液體供應(yīng)管線160到流控單元500，并且經(jīng)由連接512進(jìn)入流控單元500的第二液體管線522中。第二止回閥250阻止進(jìn)入第二供應(yīng)物儲存單元230的流體輸送，在圖2所示處理步驟期間壓力PO被施加到第二供應(yīng)物儲存單元230，該壓力等于施加到第二廢物儲存單元430的壓力PO。施加到第一廢物儲存單元330的為壓力Pl，該壓力等于施加到第一供應(yīng)物儲存單元的壓力Pl。因此，在第二供應(yīng)物儲存單元230和第二廢物儲存單元430之間不存在壓力差，使得第二止回閥250的突破壓力未被克服，因此在第二供應(yīng)物儲存單元230和第二廢物儲存單元430之間不發(fā)生液體輸送。引入流控單元500中朝第二供應(yīng)物儲存單元230的第一液體170的輸送被第二止回閥250抑制，該止回閥阻止從流控單元500到第二供應(yīng)物儲存單元230的所有流體輸送。由于存在施加到第一廢物儲存單元330、也施加到第一供應(yīng)物儲存單元130的相同的壓力Pl，第一試劑170被進(jìn)一步引導(dǎo)通過第三液體管線523和第四液體管線525，并經(jīng)由連接514、液體管線460和第四止回閥450進(jìn)入第二廢物儲存單元430中。圖3示出了第二方法步驟，在該步驟的情況中，氣動單元將相同的壓力Pl施加到第一供應(yīng)物儲存單元130和第二廢物儲存單元430，并在每種情況中將低于Pl的相同壓力PO施加到第二供應(yīng)物儲存單元230和第一廢物儲存單元330。因此，在第一供應(yīng)物儲存單元130和第二廢物儲存單元330之間產(chǎn)生壓力差P1-P0，在壓力差Pl-PO和由第一供應(yīng)物儲存單元130中的第一液體170施加在止回閥150上的靜水壓力之和大于第一止回閥150的突破壓力、第三止回閥350的突破壓力和液體管線的阻力之和的情況中，壓力差Pl-PO導(dǎo)致從供應(yīng)物儲存單元130到第一廢物儲存單元330的第一液體170的液體輸送。在這種情況下，第一液體170的流動路徑經(jīng)由第一止回閥150、液體供應(yīng)管線160、連接512、第二液體管線522、第三液體管線523、第四液體管線524、功能單元530、第六液體管線526和液體排放管線360引導(dǎo)至第一廢物儲存單元330中。在第三液體管線523分支成第四液體管線524和第五液體管線525的分支點(diǎn)上，由于存在經(jīng)由第二廢物儲存單元430施加到第五液體管線525的增加的壓力P1，第一液體170在功能單元530的方向上被引導(dǎo)。
因此，基于圖2和圖3，可認(rèn)識到，通過經(jīng)由氣壓接口施加到供應(yīng)物儲存單元130、230和廢物儲存單元330、430的壓力的對應(yīng)選擇，在流控單元500內(nèi)的分支處的液體可采用第一或第二分支路徑，因此不需要在流控單元500中的閥門或某些其它可致動元件。圖4示出了附加的方法步驟，在該步驟的情況中，將第一壓力PO施加到第一供應(yīng)物儲存單元130和第二廢物儲存單元430，并且將更高的壓力Pl施加到第二供應(yīng)物儲存單元230和第一廢物儲存單元330。這樣，在第二供應(yīng)物儲存單元230和第二廢物儲存單元430之間產(chǎn)生壓力差P1-P0。如果該壓力差和第二供應(yīng)物儲存單元230中存在的第二液體270的靜水壓力之和大于第二止回閥250的突破壓力、第四止回閥450的突破壓力和液體管線的阻力之和，則第二液體270可從第二供應(yīng)物儲存單元230通過止回閥在流體管線260的方向上且經(jīng)由連接511流入流控單元500中。在第一廢物儲存單元330和第一供應(yīng)物儲存單元130之間同樣存在壓力差P1-P0。然而，液體從第一廢物儲存單元330的逆流被密封該第一廢物儲存單元的止回閥350的阻止動作所防止。另外，液體經(jīng)由管線160從流控單元500返回到第一供應(yīng)物儲存單元130的流動借助于阻止在該方向上的流動的第一止回閥150所防止。第二液體270也可以不采用經(jīng)由第四液體管線524進(jìn)入功能單元530的流動路徑，因?yàn)榕c第二供應(yīng)物儲存單元230相同的壓力Pl被施加到第一廢物儲存單元330。圖5示出了第四方法步驟。在這種情況下，存在施加到第二供應(yīng)物儲存單元230的壓力Pl和施加到第一廢物儲存單元330的更低的第二壓力PO。施加到第一供應(yīng)物儲存單元130的同樣為較低壓力PO，同時施加到第四廢物儲存單元430的為較高壓力P1。由于在第二供應(yīng)物儲存單元230和第一廢物儲存單元330之間存在的壓力差P1-P0，在壓力差Pl-PO與供應(yīng)物儲存單元230中的第二液體270的靜水壓力一起超出第二止回閥250的突破壓力、第三止回閥350的突破壓力和液體管線的阻力的情況下，第二液體270可從第二供應(yīng)物儲存單元230經(jīng)流控單元500流至第一廢物儲存單元330。在這種情況下，第二液體270經(jīng)由第一液體管線521和第三液體管線523流入功能單元530中。在第三液體管線523分支成第四液體管線524和第五液體管線525的分支點(diǎn)處，由于與施加到第二供應(yīng)物儲存單元230的相同的壓力Pl被施加到第二廢物儲存單元430，第二液體270不能轉(zhuǎn)向到第五液體管線525中。
用于將液體筒100、200、300和400連接到氣壓系統(tǒng)的連接110、210、310和410在圖I至5所示實(shí)例中為液體筒100、200、300和400的部件?？蛇x地，帶有廢物儲存單元330和430的供應(yīng)物儲存單元130、230和相關(guān)聯(lián)的氣壓連接110、210、310和410可布置成單獨(dú)的即彼此分離的部件。在這種情況下，例如，所有液體儲存單元可結(jié)合到共用的可替換模塊中，尤其是諸如盒子形式的共用殼體中，同時連接110、210、310、410結(jié)合到附加模塊，尤其是同樣共用殼體中。兩個模塊可經(jīng)由一個或多個氣壓接口可脫開地彼此連接，如圖6所示。有利地，另一模塊耐久地集成到系統(tǒng)I的殼體結(jié)構(gòu)中且與氣壓系統(tǒng)永久地相連。圖6a)示意性地示出了實(shí)施例的實(shí)例，其中液體儲存單元130、230、330、430結(jié)合到帶有包括連接180、280、380、480的氣壓接口的液體儲存單元模塊800中。可連接到氣壓系統(tǒng)(未示出)的氣壓連接110、210、310和410容納在連接器模塊801中，連接器模塊801可經(jīng)由與液體儲存單元模塊800的連接180、280、380、480互補(bǔ)的連接181、281、381、481可脫開地連接到液體儲存單元模塊800。在分離狀態(tài)下，通過氣體可透過但液體密閉的封閉元件120、220、320和420來防止液體從供應(yīng)物儲存單元130、230和廢物儲存單元330和430逸出到環(huán)境中。在兩個模塊的連接狀態(tài)(圖6b)，系統(tǒng)可按圖2至5所示方式操作。 液體儲存單元模塊800還包括用于液體供應(yīng)管線160、260和液體排放管線360和460的連接140、240、340、440。這些連接將供應(yīng)物筒和廢物筒與流控單元500相連。流控單元500和液體管線160、260、360和460也可具體化為結(jié)合在可替換模塊(例如圖I的模塊3)中，尤其是在與諸如盒子形式的液體儲存單元模塊800可脫開地相連的殼體中。在這種情況下，有利的是為液體管線160、260、360和460設(shè)置連接，該連接布置成使得它們與互補(bǔ)的液體儲存單元模塊800的流控連接140、240、340、440直接配合，以使得兩個模塊只需要插入彼此中，以便將液體供應(yīng)管線160、260連接到流控單元500并將來自流控單元的液體排放管線360和460用液體儲存單元模塊800的流體連接140、240、340、440連接到廢物筒 300,400ο圖7示意性地示出了實(shí)施例的另一實(shí)例。在這種情況下，此前描述的帶有供應(yīng)物儲存單元130’、230’和廢物儲存單元330’、430’的液體儲存單元模塊800’、流控單元500’、在供應(yīng)物儲存單元130’、230’和流控單元500’之間的液體供應(yīng)管線160’、260’以及在流控單元500’和廢物儲存單元330’、430’之間的液體排放管線360’、460’結(jié)合在殼體單元中，該殼體單元對環(huán)境密封，即被下文中稱為盒子900的密封殼體所包圍。盒子的連接由到供應(yīng)物儲存單元130’、230’之一的樣品供應(yīng)管線(未示出)并由氣壓接口形成，該氣壓接口具有可與附加模塊801’的互補(bǔ)連接181’、281’、381’、481’可脫開地連接的氣壓連接180’、280’、380’、480’，附加模塊801’包括用于連接到氣壓單元的其它連接110，、210，、310，、410’。因此，與用于噴墨打印機(jī)的打印機(jī)墨盒相同，盒子900可作為用于處理液體的系統(tǒng)(例如，分析系統(tǒng))的可替換模塊整體從氣動單元分離并替換成另一個盒子，尤其是相同構(gòu)造的盒子。這可以尤其在需要維護(hù)措施時，例如當(dāng)供應(yīng)物儲存單元130’或230’之一完全排空或當(dāng)廢物儲存單元330’和430’之一完全充滿且不能容納更多液體時進(jìn)行。因此，操作者不必替換各個液體儲存單元，而是只需要將盒子900在接口 180’、280’、380’、480’處斷開連接并因此將其與系統(tǒng)I’分離并將其替換成新的相同類型尤其是相同構(gòu)造的盒子。這具有以下優(yōu)點(diǎn)操作者不必為了維護(hù)系統(tǒng)I’而積累許多專業(yè)知識。為了確保盒子900能僅以一種可能的取向連接到其它模塊801’的連接181’、281’、381’、481’，兩個模塊可具有彼此互補(bǔ)的引導(dǎo)裝置，該引導(dǎo)裝置接合并因此僅在相對于彼此的兩個模塊的預(yù)定取向的情況中允許它們的互補(bǔ)連接的連接。盒子900的翻新，例如用試劑對液體儲存單元的重新填充可例如在制造商的工廠進(jìn)行。在圖I至7所示實(shí)施例的實(shí)例中，為了阻止液體170、270經(jīng)液體供應(yīng)管線160、260從流控單元500流至供應(yīng)物儲存單元130、230或者為了阻止液體170、270經(jīng)液體排放管線360、460從廢物儲存單元330、430流至流控單元500，在每種情況中提供了止回閥150、250、350,450ο可選地，代替止回閥150、250、350、450，可提供氣動閥門。這些閥門可以許多不同的方式具體化。圖8a)和8b)示出了作為常閉閥門的可氣體致動的閥門151的實(shí)例。閥門151可布置在諸如供應(yīng)物儲存單元130、230的液體儲存單元和諸如液體供應(yīng)管線160、260的到流控單元500的液體管線之間，使得面向液體儲存單元的第一接口 131與液體儲存單元130、230流體連接，因此液體可從液體儲存單元移動至接口 131。同樣地，背向液體儲存單元的第二接口 161與液體管線流體連接，以使得液體可從接口 161流入液體管線中。在圖8a)所示閥門151的關(guān)閉靜止位置，第一接口 131通過封閉元件115與第二接口 161液體密封，以使得沒有液體可從與第一接口 131相連的液體儲存單元進(jìn)入與第二接口 161相連的液體管線。 封閉元件115連接有活塞113，活塞113可移動地布置在形成于閥門殼體中的中空空間內(nèi)，使得其將中空空間分成第一閥門空間112和第二閥門空間118。第一閥門空間112與壓力管線111相連，可經(jīng)由壓力管線111向第一閥門空間112供應(yīng)加壓介質(zhì)，例如壓縮空氣。將壓力施加到第一閥門空間112內(nèi)使力作用在可移動活塞113上，這導(dǎo)致活塞113在第二閥門空間118的方向上移動。在第二閥門空間118中布置有回位彈簧114，回位彈簧114將回復(fù)力施加在活塞113上。在圖8a)所示閥門151的靜止位置，壓力管線111承受大氣壓并且回位彈簧114不被壓縮。在圖Sb)中，閥門151示出為處于其打開狀態(tài)，其中壓力經(jīng)由諸如壓縮空氣的加壓介質(zhì)施加在壓力管線111中。所施加的壓力大小設(shè)計(jì)成使施加在活塞113上的力克服彈簧114的回復(fù)力，并因此產(chǎn)生逆著彈簧114的回復(fù)力的活塞113的移動，其中活塞113的移動運(yùn)動受止擋件117的限制。在活塞113朝第二閥門空間118移動的情況下，同時發(fā)生帶有相連的活塞113的封閉元件115的移動，由此在第一接口 131和第二接口 161之間形成流體連接。在本實(shí)例中，借助于封閉元件115的通道116形成這種連接，當(dāng)活塞113接觸止擋件117時，通道116與第一接口 131和第二接口 161的開口對齊。經(jīng)由這種流體連接，來自與第一接口 131相連的液體儲存單元的液體可移動進(jìn)入與第二接口 161相連的液體管線，或者在相反方向上從液體管線進(jìn)入液體儲存單元。圖9a)和9b)示出了可氣體致動的常閉夾管閥152。這樣的夾管閥可應(yīng)用于用來處理液體的系統(tǒng)I的實(shí)施例中，其中，到流控單元500的供應(yīng)物儲存單元130、230的液體供應(yīng)管線160、260或從流控單元500到廢物儲存單元330的液體排放管線360和廢物儲存單元430的液體排放管線360、460具體化為至少分段地具有柔性壁，例如在軟管的情況中的情形。閥門152可布置在諸如供應(yīng)物儲存單元130、230的液體儲存單元和流控單元500之間，使得其作用在連接液體儲存單元和流控單元500的液體管線160、260上，以便至少有時阻止液體輸送通過這些液體管線160、260。夾管閥152具體化為類似于圖8所示氣動閥門151。夾管閥152包括殼體，其中形成優(yōu)選圓柱形的中空空間，該中空空間被可移動的活塞113’分成第一閥門空間112’和第二閥門空間118’，其中活塞113’氣密封地?cái)R置在中空空間的壁上。第一閥門空間112’與第一氣壓管線111’相連，可經(jīng)由第一氣壓管線111’向第一閥門空間供應(yīng)加壓介質(zhì)，例如壓縮空氣。加壓介質(zhì)由氣壓系統(tǒng)供應(yīng)，氣壓系統(tǒng)經(jīng)由僅示意性地指示的氣壓管線111’與夾管閥152相連。第一壓力pi可通過氣壓管線111’施加到第一閥門空間112’。在第一閥門空間112’中的這種壓力將力施加在可移動活塞113’上,這導(dǎo)致活塞113’在第二閥門空間118’的方向上的移動。在第二閥門空間118’中布置有回位彈簧114’，回位彈簧114’將回復(fù)力施加在活塞113’上。此外，在第二閥門空間118’中連接有第二壓力管線111”，其可以連接用于與環(huán)境或與氣壓系統(tǒng)的簡單的壓力平衡，以便也向第二閥門空間118’供應(yīng)加壓介質(zhì)，從而在第二閥門空間118’中形成第二壓力p2?？梢苿踊钊?13’與引導(dǎo)通過圓柱形閥門殼體的殼體壁119的推桿115’相連。推桿115’以其背向活塞113’的端部基本上徑向地作用在液體管線160’上，液體管線160’同樣在優(yōu)選地垂直于推桿115’的殼體壁119中被引導(dǎo)。推桿115’施加在液體管線160’上的力起因于由第一閥門空間118’內(nèi)的壓力Pl施加在活塞113’上的力f (pi)、回位彈簧 114’的回復(fù)力、由在第二閥門空間118’中盛行的壓力p2施加在活塞113’上的力f(p2)和摩擦力f(r)之間的力比，摩擦力f(r)阻止活塞113’在閥門殼體的中空空間中移動。在圖9a)中，閥門152示出為處于其常閉狀態(tài)。在未致動的常閉狀態(tài)下，在第一壓力管線111’和第二壓力管線111”之間基本上沒有壓力差，即，Pl基本上等于p2?；匚粡椈?14’在閥門152的未致動狀態(tài)下可處于未壓縮的平衡狀態(tài)。然而，也可用預(yù)定的力施加預(yù)應(yīng)力，以使得該預(yù)應(yīng)力在與活塞113’相連的推桿115’上施加回復(fù)力f (s)，該回復(fù)力足以使液體管線160’充分塌縮，以便阻止液體流動。圖9b)示出了處于打開狀態(tài)的閥門152。為了打開閥門152，經(jīng)由第一壓力管線111’施加第一壓力pl，第一壓力Pl不同于經(jīng)由第二壓力管線111”施加到第二閥門空間118’的第二壓力p2。第一壓力pl選擇為使得由于第一壓力Pl而作用在活塞113’上的力克服摩擦力f(r)、回位彈簧114’的回復(fù)力f (s)和由于在第二壓力室118’中盛行的壓力P2而作用在活塞113’上的力f(p2)，并且活塞113’足夠遠(yuǎn)離液體管線160移動，以至于推桿115’遠(yuǎn)離液體管線160拉出，以便打開液體管線160，從而使液體能流過。圖IOa)和IOb)示出了處于打開狀態(tài)(a)和關(guān)閉狀態(tài)(b)的可氣體致動的常開夾管閥152’。夾管閥152’構(gòu)造成基本上與圖9的夾管閥152相同，并且可以至少有時用來在系統(tǒng)I具體化為對應(yīng)液體管線至少分段地具有柔性壁時阻止從液體儲存單元到流控單元或從流控單元到液體儲存單元的液體輸送。相比圖9所示夾管閥152,夾管閥152’的回位彈簧布置在第一閥門空間112’中且因此將回復(fù)力施加在活塞113’上，該回復(fù)力對抗由第二閥門空間118’中的壓力施加在活塞113’上的力。圖11示出了充當(dāng)供應(yīng)物儲存單元130且從其引至流控單元(未示出)液體管線160的液體儲存單元，液體管線160至少部分地具體化為柔性軟管或柔性配管。液體170從液體儲存單元130到流控單元的流動(箭頭方向)可至少有時被可氣體致動的夾管閥152阻止。夾管閥152具體化為圖9a)和9b)的常閉閥門。液體儲存單元130在該實(shí)施例中具有可移動活塞132，其將液體儲存單元130分成與液體管線160相連且包含液體170的液體空間和與用于連接氣壓管線的接口 110相連的氣體空間以便引入壓力?；钊?32與例如液體儲存單元130的圓柱形內(nèi)壁氣體密封且液體密封地接觸。例如，液體儲存單元在該實(shí)施例中可包括常規(guī)玻璃或塑料注射器，其具有注射器主體，尤其是圓柱形注射器主體；在注射器主體中可移動的注射器活塞，其液體密閉且氣體密閉地接觸注射器主體的內(nèi)壁；和與其相對的注射器噴嘴,例如，圓錐形注射器噴嘴。注射器活塞，尤其是縮短的注射器活塞，充當(dāng)可移動活塞132，并且注射器噴嘴可與液體管線160流體連接。由于活塞132液體密閉且氣體密閉地密封液體儲存單元，可以有效地避免所儲存的液體例如被微生物污染、用于壓力的氣體泄漏、液體從液體儲存單元泄漏和蒸發(fā)。尤其有利的是常規(guī)注射器的應(yīng)用，尤其是具有縮短的活塞的單次使用塑料注射器。因此，單次使用注射器是實(shí)現(xiàn)起來非常簡單的。例如，在系統(tǒng)啟動之前充有液體的注射器的安裝可由相對缺乏技能的工人進(jìn)行。同樣，在將注射器應(yīng)用為液體儲存單元的情況中，不需要限定安裝的位置。此外，液體儲存單元130包括用于連接氣壓單元(未示出)的氣壓管線的接口 110，經(jīng)由該氣壓管線可進(jìn)給加壓介質(zhì)，例如壓縮空氣，或者甚至另一種液體。借助于加壓介質(zhì)施 加在活塞132上的壓力造成活塞132的移動，以使得液體170從液體儲存單元130朝流控系統(tǒng)輸送到液體管線160中。在實(shí)施例的圖示實(shí)例中，接口 110補(bǔ)充地與可氣體致動的夾管閥152的壓力管線111’相連，經(jīng)由壓力管線111’第一閥門空間112’可供有壓力，以便使活塞131’在遠(yuǎn)離液體管線160的箭頭方向上移動，從而拉回推桿115’并打開液體管線160。這樣，通過用壓力P來壓力加載接口 110，一方面，使得能夠通過液體管線160輸送液體，另一方面，活塞132向前移動，以使得液體170從供應(yīng)物儲存單元130通過液體管線160輸送至流控單元。圖12示出了充當(dāng)廢物儲存單元330的液體儲存單元以及在廢物儲存單元330和流控單元(未示出)之間延伸的液體管線360。液體管線360具體化為柔性軟管或柔性管。液體170從流控單元朝廢物儲存單元330的流動(箭頭方向)可至少有時被可氣體致動的夾管閥152阻止。夾管閥152同樣具體化為常閉閥門，如基于圖9a)和9b)所描述的。與圖11所示供應(yīng)物儲存單元130相同，廢物儲存單元330包括活塞332，活塞332可在廢物儲存單元330內(nèi)移動并且液體密閉和氣體密閉地接觸廢物儲存單元330的內(nèi)壁?；钊?32將廢物儲存單元330分成與液體管線360相連的液體空間和與接口 310相連的氣體空間。廢物儲存單元330可尤其包括帶有活塞332的常規(guī)注射器，活塞332液體密閉且氣體密閉地端接于液體，廢物儲存單元330可經(jīng)由接口 310與氣壓管線相連，經(jīng)由氣壓管線可向廢物儲存單元330供應(yīng)加壓介質(zhì)。在本實(shí)例中，接口 310未被氣壓系統(tǒng)供以壓力，以便始終有大氣壓施加到接口 310且相應(yīng)地也施加到活塞332。類似于基于圖2至5的情形，如果通過加壓系統(tǒng)的第一類型的液體儲存單元(這里未示出)而將液體在箭頭方向上從流控單元通過液體管線360輸送到廢物儲存單元330中，則活塞332在接口 330的方向上移動，由此增加廢物儲存單元330的液體填充體積。液體通過液體管線360的流動至少有時被常閉夾管閥152阻止。如果希望將液體370輸送到廢物儲存單元330中，則經(jīng)由與氣壓系統(tǒng)相連的夾管閥152的壓力管線111’在第一閥門空間112’中施加壓力P。壓力P被選擇為使得它在活塞131’上施加力以便如前所述克服回位彈簧114’的回復(fù)力、活塞131’的摩擦力和作用在第二壓力管線111”的大氣壓，使得活塞131’向前移動，從而使推桿115’釋放液體管線360并且允許液體輸送通過液體管線360。液體儲存單元130、230、330、430可具體化為液體筒100、200、300、400中的中空空
間，尤其是孔。液體可于是直接容納在中空空間中。在替換實(shí)施例中，可在中空空間內(nèi)布置柔性液體密閉容器以用于容納液體。圖13a)示出了帶有液體儲存單元132的液體筒101，其中布置有具體化為袋133的柔性液體密閉容器。袋133由柔性材料構(gòu)成，例如，諸如聚乙烯或聚丙烯的塑性箔。袋133中容納有液體171，例如試劑或從流控單元排放的廢液。袋經(jīng)由連接162與液體管線流體連接。液體管線可以或者是用于流控單元500的液體供應(yīng)管線160、260或來自流控單元500的液體排放管線360、460。袋133到液體管線的連接162可例如由插針形成，在經(jīng)由流控接口將液體筒101連接到包括流控單元500的模塊3的情況中，插針刺穿袋133的壁。當(dāng)液體儲存單元132為供應(yīng)物儲存單元時，經(jīng)由液體筒101的氣壓連接110為液 體儲存單元132供應(yīng)壓力可壓縮柔性袋133，并且因此將液體171從袋133經(jīng)由連接162轉(zhuǎn)移到為流控單元而連接到袋133的液體供應(yīng)管線中。在圖13b)所示變型中，液體筒101’設(shè)有布置在液體儲存單元132’中的柔性袋133’。柔性袋133’包含液體171’。液體134’作為加壓介質(zhì)而設(shè)置在液體筒101’中。液體儲存單元132’在該變型中借助于諸如隔膜、膜或過濾器的封閉元件102’密封在氣壓連接110’中，以使得在分離氣壓接口的情況中沒有液體134’能逸出到環(huán)境中。如在圖13a)的實(shí)例中那樣，經(jīng)由氣壓連接110’引入的壓力經(jīng)由液體134’引導(dǎo)以壓縮柔性袋133’并將液體171’從袋133’經(jīng)由連接162’轉(zhuǎn)移到與其相連的液體管線。有利地，充當(dāng)加壓介質(zhì)134’的是具有極小蒸氣壓力和高熱容的惰性液體，例如硅油。這樣，通過蒸發(fā)的加壓介質(zhì)134’的液體損耗被最小化，并且確保了袋中的液體171’的良好溫度保持能力。圖13c)示出了處于幾乎排空狀態(tài)的圖13b)的液體筒101’。這里，與袋133’中的液體171’的體積減小相對應(yīng)，充當(dāng)加壓介質(zhì)的液體134’的液位下降。因此，在圖13b)和13c)所示實(shí)施例的情況中，可基于充當(dāng)加壓介質(zhì)的液體134’的料位來確定袋133’中的液體171’的剩余量。為此，可在液體儲存單元132’內(nèi)設(shè)置料位傳感器。在附加的替換實(shí)施例中，液體儲存單元也可在每種情況中包括常規(guī)注射器，優(yōu)選地帶有縮短的活塞的單次使用塑料注射器，例如醫(yī)學(xué)應(yīng)用中常用的注射器。注射器可通過可移動活塞對液體密封。這樣的實(shí)施例例如在圖11和12中與可氣體致動的閥門結(jié)合示出。當(dāng)然，這樣的液體儲存單元也可結(jié)合任何其他閥門尤其是止回閥應(yīng)用在用于處理液體的系統(tǒng)中。液體可通過活塞的向前移動而從包括充當(dāng)例如供應(yīng)物儲存單元的注射器的這樣的第一類型的液體儲存單元排出，并且因此輸送到液體管線中并經(jīng)由液體管線進(jìn)入流控單元中。用過的液體通過加壓第一類型的液體儲存單元而從流控單元輸送到充當(dāng)例如廢物儲存單元的第二類型的液體儲存單元中，如基于圖2至5所描述的。在這種情況下，活塞隨著第二類型的液體儲存單元中包含的液體體積的增加而向前移動?；诨钊南蚯耙苿?，一方面，第一和/或第二類型的液體儲存單元的料位可被確定，另一方面，第一和/或第二類型的液體儲存單元的一個或多個活塞可的向前移動用來確定通過流控單元輸送的液體體積或通過流控單元或包含在其中的處理單元的體積流量和質(zhì)量流量。
權(quán)利要求
1.一種用于處理液體尤其是用于分析和/或合成液體的系統(tǒng)(1)， 包括 -流控單元(500)，所述流控單元(500)具有至少一個功能單元(530)； -至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)； -至少一個第二類型的液體儲存單元(330、430)； -第一液體管線(160、260)，所述第一液體管線(160、260)連接所述至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)和所述流控單元(500)以用于將液體(170、270)從所述第一類型的液體儲存單元(130、230)供應(yīng)至所述流控單元(500)中；和 -第二液體管線(360、460)，所述第二液體管線(360、460)連接所述第二類型的液體儲存單元(330、430)和所述流控單元(500)以用于將液體(170、270)從所述流控單元(500)排放至所述第二類型的液體儲存單元(330、430)中； 其特征在于 借助于第一閥門(150、250)至少有時阻止從所述流控單元(500)到所述第一類型的液體儲存單元(130、230)的方向上的通過所述第一液體管線(160、260)的液體(170、270)流， 并且借助于第二閥門(350、450)至少有時阻止在從所述第二類型的液體儲存單元(330,430)到所述流控單元(500)的方向上的通過所述第二液體管線(360、460)的液體(170,270)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(I)， 其中，通過所述第一液體管線(160、260)和/或所述第二液體管線(360、460)和/或通過所述流控單元(500)的液體流可氣動地產(chǎn)生，尤其是通過在所述至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)和所述至少一個第二類型的液體儲存單元(330、430)之間施加壓力差而產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述第一閥門(150、250)和/或第二閥門(350、450)為氣動閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)具有用于連接氣壓管線的接口，經(jīng)由所述接口所述第一類型的液體儲存單元(130、230)可被提供有壓力，并且其中，所述氣壓管線補(bǔ)充地與所述氣動第一閥門(150、250)相連，使得作用在所述第一類型的液體儲存單元(130、230)上的壓力同時作用在所述氣動第一閥門(150、250)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述第一和/或第二閥門為止回閥(150、250、350、450)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述系統(tǒng)(I)具有至少一個流動路徑以用于液體從所述至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)向所述流控單元(500)中的輸送，并且其中，所述第一止回閥(150、250)布置在所述流動路徑中，使得所述第一止回閥(150、250)的通過方向在所述流動路徑中指向所述流控單元(500)； 并且其中，所述系統(tǒng)(I)具有至少一個另外的流動路徑以用于液體從所述流控單元(500)向所述至少一個第二類型的液體儲存單元(330、430)中的輸送，并且其中，所述第二止回閥(350、450)布置在所述流動路徑中，使得所述第二止回閥(350、450)的通過方向在所述流動路徑指向所述第二類型的液體儲存單元(330、430)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述系統(tǒng)(I)包括獨(dú)立的可替換模塊， 其中，第一可替換模塊(3)具有所述流控單元(500)、到所述流控單元(500)的至少一個液體供應(yīng)管線(160、260)和來自所述流控單元(500)的至少一個液體排放管線(360、460)， 并且其中，第二可替換模塊(2)包括所述至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)和/或第二類型的液體儲存單元(330、430)和用于將所述至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)和/或第二類型的液體儲存單元(330、430)連接到所述至少一個液體供應(yīng)管線(160、260)和/或液體排放管線(360、460)的接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述第二模塊(2)包括所述第一和第二閥門，尤其是第一和第二止回閥(150、250,350,450)或第一和第二可氣體致動的閥門。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述第二模塊(2)包括另一個接口，所述另一個接口用于將至少每個第一類型的液體儲存單元(130、230)，尤其是每個第一類型的液體儲存單元和每個第二類型的液體儲存單元(130、230、330、430)在每種情況中連接到氣壓系統(tǒng)的氣壓管線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(1)， 其中，所述氣壓系統(tǒng)具體化為使得盛行于每個氣壓管線中的壓力可單獨(dú)地調(diào)節(jié)，尤其是可控，以便將預(yù)定壓力施加到連接到所述氣壓管線的所述第一類型的液體儲存單元(110、210)或第二類型的液體儲存單元(3 10,410) ο
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)(I)， 其中，用于將至少每個第一類型的液體儲存單元(130、230)尤其是每個液體儲存單元(130、230、330、430)在每種情況中連接到氣壓管線的接口包括封閉元件(120、220、320、420)，尤其是隔膜、膜或過濾器，所述封閉元件(120、220、320、420)液體密閉但氣體可透過地密封所述液體儲存單元(I30、230、330、430)，尤其是密封阻止從所述液體儲存單元(130、230、330、430)的微生物的滲透或逸出或液體(I70、270)的逸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所有第一類型和第二類型的液體儲存單元(110’、210’、310’、410’)、所述流控單元(500’)、從所述第一類型的液體儲存單元(110’、210’、310’、410’ )到所述流控單元(500’ )的所有液體供應(yīng)管線(160’、260’)、以及來自所述流控單元(500’ )的所有液體排放管線(360’、460’)被結(jié)合在盒子(900)中，所述盒子(900)對所述環(huán)境密封，尤其是被液體密封且氣體密封的殼體包圍，并且所述盒子具有用于連接到氣壓系統(tǒng)的接口。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，在所述至少一個第一類型的液體儲存單元(110、210)和/或所述至少一個第二類型的液體儲存單元(310、410)內(nèi)的所述液體(170、270)包含在柔性的氣體不可透過且液體不可透過的密閉容器中，所述密閉容器連接到所述第一液體管線(160、260)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13中的一個所述的系統(tǒng)(I)，其中，所述系統(tǒng)(I)包括至少一個流動路徑，所述至少一個流動路徑用于液體(170、270)從一個或多個第一類型的液體儲存單元(110、210)經(jīng)所述流控單元(500)輸送到一個或多個第二類型的液體儲存單元(310、410)中，并且 其中，所述系統(tǒng)(I)包括測量裝置(611)，所述測量裝置(611)用于測定所述流動路徑上的所述液體(170、270)的流量，尤其是質(zhì)量流量或體積流量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述系統(tǒng)(I)還包括控制單元，所述控制單元具體化為基于由所述測量裝置(611)提供的測量值中的至少一個控制施加到所述第一類型和第二類型的液體儲存單元(110,210,310,410)的壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至15中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述流控單元(500)具有與第一類型的第一液體儲存單元(110)相連的第一液體管線段(522)和與第二類型的第二液體儲存單元(210)相連的第二液體管線段(521)， 其中，所述第一液體管線段(522)和所述第二液體管線段(521)在第一點(diǎn)處結(jié)合到第三液體管線段(523)， 所述第三液體管線段(523)在遠(yuǎn)離所述第一點(diǎn)的所述第三液體管線段(523)的第二點(diǎn)處分支成第四液體管線段(524)和第五液體管線段(525)，其中，至少所述第四液體管線段(524)通入功能單元(530)中， 并且其中，至少第六液體管線段(526)從所述功能單元(530)向外引出，所述至少第六液體管線段(526)與第二類型的第一液體儲存單元(310)相連，并且其中，所述第五液體管線段(525)與第二類型的第二液體儲存單元(410)相連。
17.根據(jù)權(quán)利要求I至16中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述流控單元(500)具體化為微流控芯片，所述微流控芯片包括至少一個功能單元(530)和作為液體供應(yīng)管線引導(dǎo)至功能單元(530)的至少一個微通道段和作為液體排放管線引導(dǎo)遠(yuǎn)離所述功能單元的至少一個微通道段。
18.根據(jù)權(quán)利要求I至17中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述流控單元(500)僅具有用于控制所述液體流的無源元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求7至18中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 其中，所述第一模塊(3)和/或所述第二模塊(2)包括加熱設(shè)備，尤其是可控的熱電元件或可控加熱元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至19中的一個所述的系統(tǒng)(I)， 還包括信號記錄系統(tǒng)(712)和/或信號產(chǎn)生系統(tǒng)(713)，所述信號記錄系統(tǒng)(712)和/或信號產(chǎn)生系統(tǒng)(713)具體化為記錄所述流控單元(500)的所述至少一個功能單元(530)中所存在的被分析物或所述被分析物的反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)，尤其是光學(xué)性質(zhì)或磁性質(zhì)。
全文摘要
一種用于處理液體尤其是用于分析和/或合成液體的系統(tǒng)(1)，包括-具有至少一個功能單元(530)的流控單元(500)；-至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)；-至少一個第二類型的液體儲存單元(330、430)；-第一液體管線(160、260)，第一液體管線(160、260)連接所述至少一個第一類型的液體儲存單元(130、230)和所述流控單元(500)以用于將液體(170、270)從所述第一類型的液體儲存單元(130、230)供應(yīng)至所述流控單元(500)中；和-第二液體管線(360、460)，第二液體管線(360、460)連接所述第二類型的液體儲存單元(330、430)和所述流控單元(500)以用于將液體(170、270)從所述流控單元(500)排放至所述第二類型的液體儲存單元(330、430)中，其特征在于借助于第一閥門(150、250)至少有時阻止從所述流控單元(500)到所述第一類型的液體儲存單元(130、230)的方向上的通過所述第一液體管線(160、260)的液體(170、270)流，并且借助于第二閥門(350、450)至少有時阻止在從所述第二類型的液體儲存單元(330、430)到所述流控單元(500)的方向上的通過所述第二液體管線(360、460)的液體(170、270)流。
文檔編號G01N35/10GK102822680SQ201180015876
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者邁克爾·漢克, 斯特法尼·霍切爾, 阿克塞爾·菲庫斯 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾測量及調(diào)節(jié)技術(shù)分析儀表兩合公司