DE102005063572B3 - Swab extracting device comprises cavity into which sample carrier that carries the swab may be introduced, liquid inlet and outlet connected to the cavity, and interface to microfluid system into which liquid can be transferred - Google Patents

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Abstract

Swab extracting device comprises a cavity (5) into which a sample carrier (7) that carries the swab may be introduced, liquid inlet(s) (21) is connected to the cavity and through which liquid, e.g. distilled water, can be introduced into the cavity, liquid outlet(s) (23) is connected to the cavity and through which the liquid can be removed from the cavity, an interface is provided to a microfluid system into which the liquid can be transferred, and the liquid inlet and/or the liquid outlet comprise(s) microchannel (27, 29). An independent claim is included for a method for extracting a swab comprising utilizing the above device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Extrahieren einer Abstrichprobe.The present invention relates to an apparatus and method for extracting a swab specimen.

Bei der Analyse von biologischen, medizinischen oder chemischen Proben werden neben flüssigen Proben, beispielsweise Blutproben, auch Abstrichproben verwendet. Dabei wird beispielsweise ein steriler Wattetupfer über eine zu analysierende Körperstelle, beispielsweise die Mundschleimhaut, gestrichen, so dass ein Teil des gewünschten Probenmaterials am Wattetupfer hängen bleibt oder diesen teilweise durchtränkt. Beispielsweise in der forensischen Molekularbiologie werden häufig Speichelproben in Form von Abstrichen genommen, um über eine DNA-Analyse einen Täter zu identifizieren.In the analysis of biological, medical or chemical samples, in addition to liquid samples, for example blood samples, swab samples are also used. In this case, for example, a sterile cotton swab on a body part to be analyzed, for example, the oral mucosa, painted, so that a part of the desired sample material gets caught on cotton swab or this partially soaked. For example, in forensic molecular biology, saliva samples are often taken in the form of smears to identify a culprit via DNA analysis.

Um die auf dem Wattetupfer oder einem vergleichbaren Probenträger vorhandene Abstrichprobe einer weiteren Analyse zugänglich zu machen, ist ein Extrahieren der Abstrichprobe vom Probenträger notwendig. Dies geschieht bei bekannten Verfahren bisher manuell. Bei einem Wattetupfer wird dazu beispielsweise ein das Wattebällchen tragendes Stäbchen nahe dem Wattebällchen abgebrochen. Im Allgemeinen liegt hierzu am Stäbchen eine Sollbruchstelle vor. Anschließend wird das Wattebällchen in ein mit einer Trägerflüssigkeit, z. B. einer Salzlösung, gefülltes Gefäß, beispielsweise eines Eppendorf-Tube, gegeben, gerüttelt („gevortext”) und bei hoher Drehzahl zentrifugiert. Auf diese Weise wird die Abstrichprobe aus dem Wattebällchen herausgelöst und steht in der Trägerflüssigkeit gelöst oder suspensiert zur Verfügung. Mittels dieser Trägerflüssigkeit kann sie der Weiterverarbeitung zugeführt und somit analysiert werden.In order to make the swab sample available on the cotton swab or a comparable sample carrier available for further analysis, it is necessary to extract the swab sample from the sample holder. This is done manually in known methods so far. For example, a cotton swab carrying a cotton ball near the cotton ball is broken off with a cotton swab. In general, there is a predetermined breaking point on the rod. Subsequently, the cotton balls in a with a carrier liquid, z. As a saline solution, filled vessel, such as an Eppendorf tube, given, shaken ("vortex") and centrifuged at high speed. In this way, the swab sample is dissolved out of the cotton ball and is dissolved or suspended in the carrier liquid available. By means of this carrier liquid, it can be fed to further processing and thus analyzed.

Bei der Analyse von Proben gewinnen Biochips zunehmend an Bedeutung. Mittels Biochips ist beispielsweise die Konzentration bzw. das Vorhandensein von Biomolekülen, z. B. Nukleinsäure-Fragmenten oder Proteinen, in biologischen oder medizinischen Proben, nachweisbar. Biochip-Systeme basieren beispielsweise auf einem Mehrkomponentensystem, bei dem der Biochip selbst in einer einmal verwendbaren Einheit (Cartridge) angeordnet ist. Die Cartridge wird zur Durchführung der Analyse in ein Auslese- und Steuergerät geschoben. Zur Durchführung der Analyse erforderliche Reagenzien lassen sich entweder in der Cartridge in trockener oder flüssiger Form oder im Auslesegerät bevorraten.Biochips are becoming increasingly important in the analysis of samples. By means of biochips, for example, the concentration or the presence of biomolecules, eg. As nucleic acid fragments or proteins, in biological or medical samples, detectable. Biochip systems are based, for example, on a multi-component system in which the biochip itself is arranged in a single-use unit (cartridge). The cartridge is pushed into a readout and control unit to perform the analysis. Reagents required to perform the analysis can be stored either in the cartridge in dry or liquid form or in the reader.

Sollen Abstrichproben mittels derartiger Biochip-Systeme verarbeitet werden, ist das oben beschriebene, manuelle Herauslösen notwendig, da bei bekannten Biochip-Systemen lediglich flüssige Proben direkt verarbeitet werden können. Dies steht der ansonsten voll integrierten Analysemöglichkeit durch Biochips entgegen.If swab samples are to be processed by means of such biochip systems, the manual removal described above is necessary, since in the case of known biochip systems only liquid samples can be processed directly. This is contrary to the otherwise fully integrated analysis option through biochips.

Aus der US 2003/0129767 A1 ist eine Probenkammer für eine mikrofluidische Testvorrichtung bekannt, welche einen Probenaufnahmeraum aufweist, in den die zu analysierende Abstrichprobe mit einem geeigneten Probenträger eingebracht werden kann. In der Probenkammer selbst kann dann die Extraktion der Probe erfolgen.From the US 2003/0129767 A1 a sample chamber for a microfluidic test device is known, which has a sample receiving space into which the swab sample to be analyzed can be introduced with a suitable sample carrier. The extraction of the sample can then take place in the sample chamber itself.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Extrahieren einer Abstrichprobe anzugeben, mittels der die Abstrichprobe weitestgehend automatisiert extrahiert werden kann.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for extracting a swab sample, by means of which the swab sample can be extracted as far as possible automated.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst.This object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 25.

Gemäß dem Anspruch 1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung folgende Merkmale auf:

  • – Einen Hohlraum, in den ein die Abstrichprobe tragender Probenträger einbringbar ist,
  • – wenigstens eine mit dem Hohlraum verbundene Flüssigkeitszuführung, durch die Flüssigkeit in den Hohlraum einbringbar ist und
  • – wenigstens eine mit dem Hohlraum verbundene Flüssigkeitsabführung, durch die Flüssigkeit aus dem Hohlraum entnehmbar ist.
According to claim 1, the device according to the invention has the following features:
  • A cavity into which a sample carrier carrying the swab sample can be inserted,
  • - At least one connected to the cavity liquid supply through which liquid can be introduced into the cavity and
  • - At least one connected to the cavity liquid discharge, can be removed through the liquid from the cavity.

Eine derartig ausgebildete Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Abstrichprobe auf dem Probenträger lediglich in den Hohlraum eingebracht werden muss, woraufhin über die Flüssigkeitszuführung automatisiert eine Spülflüssigkeit in den Hohlraum einbringbar ist. Durch die Spülflüssigkeit löst sich die Abstrichprobe vom Probenträger und kann durch die Flüssigkeitsabführung wieder aus dem Hohlraum entnommen werden. Mittels dieser Vorrichtung ist eine automatisierte Extraktion der Abstrichprobe möglich, manuelle Arbeitsschritte werden weitestgehend vermieden.Such a device has the advantage that the swab sample on the sample carrier only has to be introduced into the cavity, whereupon a rinsing liquid is automatically introduced into the cavity via the liquid supply. Due to the rinsing liquid, the swab sample is released from the sample carrier and can be removed again from the cavity by the liquid discharge. By means of this device, an automated extraction of the swab sample is possible, manual operations are largely avoided.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine Schnittstelle zu einem Mikrofluidiksystem auf, in das die Flüssigkeit überführbar ist. Dies ist insbesondere bei Biochip-Systemen vorteilhaft, die mit einer auf einem Mikrofluidiksystem basierenden Cartridge arbeiten. Die Abstrichprobe kann automatisiert in das Mikrofluidiksystem überführt werden. Bei einer derart ausgestalteten Vorrichtung entfällt neben der manuellen Extraktion auch die manuelle Überführung der gelösten Abstrichprobe in die Cartridge.The device according to the invention also has an interface to a microfluidic system, into which the liquid can be transferred. This is particularly advantageous in biochip systems that work with a microfluidic based cartridge. The swab sample can be automatically transferred to the microfluidic system. In such a device designed in addition to the manual extraction and manual transfer of the dissolved swab sample omitted in the cartridge.

Erfindungsgemäß weist der Hohlraum eine Auslassöffnung auf, die fluidisch mit der Flüssigkeitsabführung verbunden ist. Ferner ist im Hohlraum eine Trenneinheit angeordnet, die den Hohlraum in wenigstens zwei Teilräume unterteilt. In jedem der Teilräume liegt eine mit der Flüssigkeitszuführung verbundene Einlassöffnung. Die Aufnahmeöffnung und die Auslassöffnung liegen in unterschiedlichen Teilräumen. Die Trenneinheit weist eine Durchlassöffnung auf, durch die der Probenträger wenigstens teilweise in den Teilhohlraum mit der Auslassöffnung einbringbar ist, wobei der Probenträger wenigstens teilweise im Wesentlichen formschlüssig von der Durchlassöffnung verschlossen wird. So kann Flüssigkeit aus dem Hohlraum mit der Aufnahmeöffnung nur bei Durchdringung des Probenträgers zur Auslassöffnung transportiert werden. Gleichzeitig wird in dem Teilhohlraum, in dem die Flüssigkeitsauslassöffnung liegt, die Oberfläche des Probenträgers bestmöglich umspült, um so die Abstrichprobe effizienter zu lösen. Dies hat den Vorteil, dass der Probenträger einerseits von der Trenneinheit gehalten wird und andererseits durch zwei Flüssigkeitsströme gewaschen wird, so dass die Abstrichprobe möglichst effizient vom Probenträger gelöst werden kann. Die Trenneinheit ist beispielsweise als Dichtring aus Gummi ausgeführt.According to the invention, the cavity has an outlet opening, which is fluidically connected to the liquid discharge. Further, a separation unit is arranged in the cavity, which the cavity in divided at least two subspaces. In each of the subspaces is an inlet opening connected to the liquid supply. The receiving opening and the outlet opening are in different subspaces. The separation unit has a passage opening, through which the sample carrier can be introduced at least partially into the partial cavity with the outlet opening, wherein the sample carrier is at least partially closed by the passage opening substantially in a form-fitting manner. Thus, liquid can be transported from the cavity with the receiving opening only at penetration of the sample carrier to the outlet. At the same time, in the partial cavity in which the liquid outlet opening lies, the surface of the sample carrier is best bathed around in order to dissolve the swab sample more efficiently. This has the advantage that the sample carrier is held on the one hand by the separation unit and on the other hand is washed by two liquid streams, so that the swab sample can be released as efficiently as possible from the sample carrier. The separation unit is designed for example as a sealing ring made of rubber.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfassen die Flüssigkeitszuführung und/oder die Flüssigkeitsabführung wenigstens einen Mikrokanal. In diesem Fall ist die Vorrichtung einfach in miniaturisierter Form zu gestalten und einfach an das Mikrofluidiksystem der Cartridge koppelbar. Die Flüssigkeitszuführung und die Flüssigkeitsabführung können unmittelbar mit dem Mikrofluidiksystem verbunden oder sogar Teil dieses Systems sein. Die in den Hohlraum zuzuführende Spülflüssigkeit kann beispielsweise aus dem Mikrofluidiksystem zugeführt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the liquid supply and / or the liquid discharge comprise at least one microchannel. In this case, the device is easy to design in miniaturized form and easily coupled to the microfluidic system of the cartridge. The liquid supply and the liquid discharge can be directly connected to the microfluidic system or even be part of this system. The flushing liquid to be supplied into the cavity can be supplied, for example, from the microfluidic system.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Hohlraum eine Aufnahmeöffnung für den Probenträger auf, die mit einem Verschluss flüssigkeitsdicht verschließbar ist. Dies hat beispielsweise im Fall von Wattetupfern den Vorteil, dass der die Watte tragende Teil eines Stäbchens durch die Aufnahmeöffnung in den Hohlraum einführbar ist und dann an einer Sollbruchstelle abgebrochen wird. Durch den Verschluss wird der Hohlraum wasserdicht verschlossen, so dass die Vorrichtung beispielsweise in waagerechter Position ohne Beeinflussung des Probenträgers betrieben werden kann. Insbesondere bei Cartridge-basierten Analysesystemen wird die Cartridge im Allgemeinen in horizontaler Form in ein Auslesegerät eingeführt. In diesem Fall muss verhindert werden, dass der Probenträger aus dem Hohlraum heraus fällt oder Spülflüssigkeit austreten kann. Dies wird durch einen wasserdichten Verschluss erreicht.In an advantageous embodiment of the invention, the cavity has a receiving opening for the sample carrier, which can be closed in a liquid-tight manner with a closure. In the case of cotton swabs, for example, this has the advantage that the part of a rod carrying the cotton wool can be introduced through the receiving opening into the cavity and is then broken off at a predetermined breaking point. By the closure of the cavity is sealed waterproof, so that the device can be operated for example in a horizontal position without affecting the sample carrier. Especially with cartridge-based analysis systems, the cartridge is generally introduced in a horizontal form in a read-out device. In this case, it must be prevented that the sample carrier falls out of the cavity or flushing liquid can escape. This is achieved by a watertight closure.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahmeöffnung durch den Verschluss ebenfalls keimdicht verschließbar. Dies hat den Vorteil, dass Kontaminationen beim Handhaben der Vorrichtung weitestgehend ausgeschlossen sind. So müssen beispielsweise nach Einbringen des Probenträgers und Verschließen des Hohlraums keine Handschuhe mehr verwendet werden.In an advantageous embodiment of the invention, the receiving opening through the closure is also closed germ-tight. This has the advantage that contamination when handling the device are largely excluded. For example, after inserting the sample carrier and closing the cavity, it is no longer necessary to use gloves.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Verschluss derart ausgebildet, dass der Hohlraum nach Einbringen des Probenträgers automatisch verschlossen wird. Dies kann beispielsweise über einen durch Elektromotoren angetriebenen Verschluss erreicht werden. Dadurch wird verhindert, dass das Verschließen des Hohlraums vor Weiterverarbeitung der Probe vergessen wird. Dies reduziert die Fehleranfälligkeit und die Kontaminationsgefahr.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the closure is designed such that the cavity is closed automatically after introduction of the sample carrier. This can be achieved, for example, via a shutter driven by electric motors. This prevents the closure of the cavity from being forgotten before further processing of the sample. This reduces the susceptibility to errors and the risk of contamination.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Flüssigkeitszuführung wenigstens ein Flüssigkeitsreservoir, das wenigstens zeitweise mit dem Hohlraum verbindbar ist und aus dem bei Verbindung mit dem Hohlraum Flüssigkeit in den Hohlraum einbringbar ist. Die Ausführung des Flüssigkeitsreservoirs innerhalb der Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Flexibilität bei ihrem Einsatz erhöht wird. So kann beispielsweise die Extraktion der Abstrichprobe schon am Ort der Probennahme erfolgen, auch wenn noch kein Analysegerät zur Verfügung steht. Später kann die bereits extrahierte und in flüssiger Form vorliegende Probe beispielsweise in einem Labor in ein Analysegerät überführt werden. Hinzu kommt, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Vorrichtung auf unterschiedliche Arten von Probenträgern zugeschnitten werden können. So können beispielsweise für wattebasierte Probenträger andere Flüssigkeiten erforderlich sein als für andere Probenträger. So können beispielsweise mittels verschiedener Ausführungen der Vorrichtung verschiedene Abstrichproben extrahiert werden und in ein universelles Analysesystem überführt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the liquid supply comprises at least one liquid reservoir, which is at least temporarily connectable to the cavity and from which liquid is introduced into the cavity when it is connected to the cavity. The design of the liquid reservoir within the device has the advantage that the flexibility in use is increased. Thus, for example, the extraction of the swab sample already take place at the place of sampling, even if no analyzer is still available. Later, the already extracted and present in liquid sample, for example, be transferred in a laboratory in an analyzer. In addition, the various configurations of the device can be tailored to different types of sample carriers. For example, for cotton-based sample carriers, other liquids may be required than for other sample carriers. Thus, for example, different swab samples can be extracted by means of different embodiments of the device and transferred to a universal analysis system.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Hohlraum eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung auf, die fluidisch mit der Flüssigkeitszuführung bzw. der Flüssigkeitsabführung verbunden sind. Die Auslassöffnung und die Einlassöffnung sind dabei derart angeordnet, dass sich bei eingebrachtem Probenträger ein größtmöglicher Abschnitt des Probenträgers zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung befindet. Dadurch wird sichergestellt, dass bei Durchspülen des Hohlraums mit Spülflüssigkeit möglichst viel Probenmaterial aus dem Probenträger herausgelöst wird.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the cavity has an inlet opening and an outlet opening, which are fluidically connected to the liquid supply and the liquid discharge. In this case, the outlet opening and the inlet opening are arranged in such a way that, when a sample carrier is inserted, the largest possible portion of the sample holder is located between the inlet opening and the outlet opening. This ensures that when flushing the cavity with rinsing liquid as much sample material is dissolved out of the sample carrier.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Hohlraum an eine Form und Größe des Probenträgers derart angepasst, dass bei in den Hohlraum eingebrachtem Probenträger zwischen einer Wand des Hohlraums und dem Probenträger ein derart dimensionierter Abstand vorliegt, dass Flüssigkeit am Probenträger vorbei von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung transportierbar ist. Dies ist insbesondere bei Probenträgern aus festem Material, beispielsweise Gummi, von Vorteil, da so sichergestellt wird, dass der Probenträger die Auslassöffnung oder die Einlassöffnung nicht verschließt und ein Flüssigkeitstransport am Probenträger vorbei möglich ist. Zusätzlich wird sichergestellt, dass die Flüssigkeit am Probenträger vorbeifließen muss, um so die Probe vom Probenträger lösen zu können. Dies ist insbesondere für Arten von Probenträgern von Vorteil, bei denen sich die Probe großteils auf ihrer Oberfläche befindet.In an advantageous embodiment of the invention, the cavity is adapted to a shape and size of the sample carrier in such a way that when a sample carrier is introduced into the cavity between a wall of the cavity and the sample carrier such a dimensioned distance is present that liquid on the sample carrier is transported from the inlet opening to the outlet opening. This is particularly advantageous in the case of sample carriers made of solid material, for example rubber, since this ensures that the sample carrier does not close off the outlet opening or the inlet opening and liquid transport past the sample carrier is possible. In addition, it is ensured that the liquid must flow past the sample carrier in order to be able to detach the sample from the sample carrier. This is particularly advantageous for types of sample carriers where the sample is largely on its surface.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Hohlraum wenigstens ein Halteteil angeordnet. Dadurch wird verhindert, dass sich der Probenträger im Hohlraum nach dem Einbringen bewegen kann. So kann der Probenträger vor Verschließen des Hohlraums nicht herausfallen. Zusätzlich wird durch das Halteteil beispielsweise der oben beschriebene Abstand zwischen der Wand des Hohlraums und dem Probenträger auf einfache Weise sichergestellt. So kann ein optimales Abspülen von Probenmaterial von der Oberfläche des Probenträgers erreicht werden. Zusätzlich lässt sich ein Verschließen beispielsweise der Auslassöffnung durch den Probenträger auf einfache Weise verhindern.In an advantageous embodiment of the invention, at least one holding part is arranged in the cavity. This prevents that the sample carrier can move in the cavity after insertion. Thus, the sample carrier can not fall out before closing the cavity. In addition, the above-described distance between the wall of the cavity and the sample carrier is ensured in a simple manner by the holding part, for example. Thus, an optimal rinsing of sample material from the surface of the sample carrier can be achieved. In addition, a closure, for example, of the outlet opening through the sample carrier can be prevented in a simple manner.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteteil dem Probenträger im wesentlichen nachgeformt und der Probenträger in das Halteteil einführbar. Das Halteteil weist einen derart dimensionierten Abstand zur Wand des Hohlraums auf, dass Flüssigkeit von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung gelangen kann, wobei das Halteteil Öffnungen aufweist, die einen Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem eingeführten Probenträger ermöglichen. Dies ist eine besonders einfach auszuführende Ausgestaltung des Halteteils, so dass der Abstand zwischen Probenträger und der Wand des Hohlraums auf einfache Weise sichergestellt ist. Durch die Öffnungen ist stets gewährleistet, dass Flüssigkeit an die Oberfläche des Probenträgers gelangen kann und so die auf der Oberfläche befindliche Abstrichprobe in Lösung gehen kann.In an advantageous embodiment of the invention, the holding part of the sample carrier is substantially reshaped and the sample carrier inserted into the holding part. The holding part has such a dimensioned distance from the wall of the cavity that liquid can pass from the inlet opening to the outlet opening, wherein the holding part has openings which allow a contact between the liquid and the inserted sample carrier. This is a particularly simple embodiment of the holding part, so that the distance between the sample carrier and the wall of the cavity is ensured in a simple manner. Through the openings, it is always ensured that liquid can reach the surface of the sample carrier and so that the swab sample located on the surface can go into solution.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Halteteil eine siebartige Struktur auf. Durch das derart ausgeformte Halteteil mit vielen Öffnungen ist es auf einfache Weise möglich, einen größtmöglichen Kontakt zwischen der Oberfläche des Probenträgers und der vorbeiströmenden Flüssigkeit zu gewährleisten. Dadurch wird erreicht, dass ein größtmöglicher Anteil der Abstrichprobe aus dem Probenhalter durch die Spülflüssigkeit gelöst werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, the holding part has a screen-like structure. By thus shaped holding part with many openings, it is possible in a simple manner to ensure the greatest possible contact between the surface of the sample carrier and the liquid flowing past. This ensures that the greatest possible proportion of the swab sample can be released from the sample holder by the rinsing liquid.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Halteteil im Bereich der Aufnahme angeordnet und dabei derart ausgebildet, dass ein Entfernen von die Abstrichprobe tragenden Teilen des Probenträgers aus dem Hohlraum verhindert wird. Dies ist insbesondere bei Wattetupfern, die eine Sollbruchstelle aufweisen, von Vorteil, so dass der die Abstrichprobe tragende Teil auf jeden Fall nach Einführung im Hohlraum verbleibt und der Abbruchvorgang des Stäbchens unterstützt wird.In an advantageous embodiment of the device, the holding part is arranged in the region of the receptacle and is designed such that removal of the sample carrying the swab sample from the cavity is prevented. This is particularly advantageous in the case of cotton swabs having a predetermined breaking point, so that the part bearing the swab sample remains in the cavity after introduction and the abortion process of the stick is supported.

Vorteilhaft ist weiterhin eine Vorrichtung derart, dass das Halteteil wenigstens eine im Wesentlichen in Einschubrichtung des Probenträgers spitz zulaufende Ausformung aufweist. Diese als Widerhaken wirkende Ausformung kann beispielsweise beim Ausziehen des Wattestäbchens die Watte vom Stäbchen lösen oder den Abbruchvorgang unterstützen. So wird auf einfache Weise sichergestellt, dass die Watte und damit die Abstrichprobe nicht mehr aus dem Hohlraum entfernt werden kann.Furthermore, a device is advantageous in such a way that the holding part has at least one shape tapering substantially in the insertion direction of the sample carrier. This shaping acting as a barb can, for example, loosen the cotton wool from the rod when the cotton swab is pulled off or support the demolition process. This ensures in a simple way that the cotton wool and thus the swab sample can not be removed from the cavity.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlraum an eine Form und eine Größe des Probenträgers derart angepasst, dass bei in den Hohlraum eingebrachtem Probenträger zwischen einer Wand des Hohlraums und dem Probenträger ein derart dimensionierter Abstand vorliegt, dass die Flüssigkeit im Wesentlichen nur bei Durchdringung des Probenträgers von der Einlassöffnung zur Auslassöffnungen gelangen kann. Dies ist beispielsweise bei Wattetupfern als Probenträger von Vorteil, da sich in diesem Fall ein Großteil der Abstrichprobe nicht an der Oberfläche des Probenträgers, sondern in dessen Innerem befindet. Dies ist insbesondere bei durchtränkten Wattebällchen der Fall. Wird die Watte bei Einführen in den Hohlraum beispielsweise gegen die Auslassöffnung gedrückt, so kann die Flüssigkeit hauptsächlich bei Durchdringen der Watte zur Auslassöffnung gelangen.In an advantageous embodiment of the invention, the cavity is adapted to a shape and a size of the sample carrier such that when introduced into the cavity sample carrier between a wall of the cavity and the sample carrier such a dimensioned distance is present that the liquid substantially only at penetration of Sample carrier can pass from the inlet opening to the outlet openings. This is advantageous, for example, in the case of cotton swabs as sample carriers, since in this case a large part of the swab sample is not located on the surface of the sample carrier, but rather in its interior. This is especially the case with saturated cotton balls. If, for example, the cotton is pressed against the outlet opening when it is introduced into the cavity, then the liquid can reach the outlet opening mainly when the cotton wool penetrates through.

Um das durchdrungene Volumen der Watte zu erhöhen, weist der Hohlraum in vorteilhafter Weise im Bereich der Auslassöffnung eine Verjüngung auf. Dadurch wird sichergestellt, dass der Probenträger im Bereich der Auslassöffnung in Kontakt mit der Wand des Hohlraums steht und so ein Vorbeiströmen von Spülflüssigkeit unterbunden wird.In order to increase the permeated volume of the cotton, the cavity advantageously has a taper in the region of the outlet opening. This ensures that the sample carrier is in contact with the wall of the cavity in the region of the outlet opening, thus preventing a flow of rinsing fluid through it.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Auslassöffnung außerhalb des Hohlraums wahlweise mit der Einlassöffnung oder der Flüssigkeitsabführung verbindbar. Dies hat den Vorteil, dass bereits durch den Hohlraum gespülte Flüssigkeit, die bereits einen Teil der Abstrichprobe enthält, über die Einlassöffnung erneut in den Hohlraum transportiert werden kann. So ist es möglich, dass ein größerer Anteil der Abstrichprobe aus dem Probenträger gelöst wird. Dies ist insbesondere bei geringen Probenmengen auf dem Probenträger von Vorteil.In an advantageous embodiment of the invention, the outlet opening outside the cavity is selectively connectable to the inlet opening or the liquid outlet. This has the advantage that liquid already flushed through the cavity, which already contains a part of the swab sample, can be transported again into the cavity via the inlet opening. So it is possible that a larger portion of the swab sample is released from the sample carrier. This is particularly advantageous for small sample volumes on the sample carrier.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auslassöffnung mit einem Kanalsystem verbunden, wobei das Kanalsystem wenigstens ein Ventil aufweist, über das die Auslassöffnung wahlweise mit der Einlassöffnung oder der Flüssigkeitsabführung verbindbar ist. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstig herzustellende Ausführung der Vorrichtung, um eine mehrfache Durchspülung des Hohlraums zu ermöglichen. In an advantageous embodiment of the invention, the outlet opening is connected to a channel system, wherein the channel system has at least one valve via which the outlet opening is selectively connectable to the inlet opening or the liquid outlet. This is a particularly simple and inexpensive to manufacture embodiment of the device to allow a multiple flushing of the cavity.

Weiter ist es vorteilhaft, dass der Hohlraum im Bereich der Auslassöffnung eine derart geformte Verjüngung aufweist, dass bei Einbringen des Probenträgers dieser derart mechanisch verformt wird, dass die Abstrichprobe wenigstens teilweise austritt. Dies ist beispielsweise bei verformbaren Probenträgern, wie Wattetupfern, von Vorteil, da hier bereits beim Einführen des Probenträgers die Abstrichprobe wenigstens teilweise extrahiert wird. Durch die Zuführung von Flüssigkeit kann diese Probe aus dem Hohlraum heraustransportiert werden, ohne dass mehrere Spülvorgänge notwendig sind.Further, it is advantageous that the cavity in the region of the outlet opening has a taper formed in such a way that when the sample carrier is introduced, it is mechanically deformed in such a way that the swab sample at least partially emerges. This is advantageous, for example, in the case of deformable sample carriers, such as cotton swabs, since the swab sample is at least partially extracted when the sample carrier is introduced. Through the supply of liquid, this sample can be transported out of the cavity, without several rinses are necessary.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung der Erfindung derart, dass im Hohlraum Aufbereitungsreagenzien für die Probe gelagert sind. Dies können beispielsweise Reagenzien zur Durchführung einer Lyse sein, mittels der Zellwände von in der Probe enthaltenen Zellen aufgelöst werden und die darin enthaltene Zielmoleküle, beispielsweise DNA oder Proteine freigesetzt wird. So können bereits bei der Extraktion in der Probe erste Verarbeitungsschritte durchgeführt werden, die eine nachfolgende Verarbeitung und Analyse der Probe vereinfachen und beschleunigen. Die Aufbereitungsreagenzien können sowohl in trockener Form im Hohlraum, als auch in flüssiger Form, beispielsweise im Flüssigkeitsreservoir gelagert sein.An embodiment of the invention is particularly advantageous in that treatment reagents for the sample are stored in the cavity. These may be, for example, reagents for carrying out a lysis, by means of which cell walls of cells contained in the sample are dissolved and the target molecules contained therein, for example DNA or proteins, are liberated. Thus, during the extraction in the sample, first processing steps can be carried out which simplify and accelerate subsequent processing and analysis of the sample. The treatment reagents can be stored both in dry form in the cavity, as well as in liquid form, for example in the liquid reservoir.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Aufbereitungsreagenzien Mittel zum Binden wenigstens von Teilen der Probe umfassen. Diese Mittel können beispielsweise als funktionalisierte Magnet-Beads ausgeführt sein, mittels denen sich auf einfache Weise zu analysierende Teile der Abstrichprobe binden lassen und diese so aus der Vorrichtung entfernt und beispielsweise über die Mikrofluidik-Schnittstelle in ein Analysegerät überführt werden können. Die Magnet-Beads sind derart funktionalisiert, dass sie die Zielmoleküle zu binden vermögen. So umfasst die Vorrichtung in vorteilhafter Weise wenigstens eine Magneteinheit, mittels der die Magnet-Beads bewegbar sind. Dadurch können beispielsweise lediglich die zu analysierenden Teile mittels der Magnet-Beads durch die Flüssigkeitsabführung aus der Vorrichtung entfernt und der weiteren Analyse zugängig gemacht werden. Zusätzliche, im Rahmen der Analyse eventuell durchzuführende Waschschritte zur Aufreinigung der Probe können so weitestgehend vermieden werden.Furthermore, it is advantageous that the treatment reagents comprise means for binding at least parts of the sample. These means can be embodied, for example, as functionalized magnetic beads, by means of which parts of the swab sample to be analyzed can be easily bound and thus removed from the device and, for example, transferred to an analyzer via the microfluidic interface. The magnetic beads are functionalized in such a way that they are able to bind the target molecules. Thus, the device advantageously comprises at least one magnet unit, by means of which the magnetic beads are movable. As a result, for example, only the parts to be analyzed can be removed from the device by means of the magnetic beads through the liquid discharge and made available for further analysis. Additional, possibly in the context of the analysis to be performed washing steps for the purification of the sample can be avoided as much as possible.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 25 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:

  • – Bereitstellen einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24,
  • – Einbringen des Probenträgers in den Hohlraum der Vorrichtung,
  • – Einbringen von Flüssigkeit in den Hohlraum durch die Flüssigkeitszuführung,
  • – Lösen wenigstens von Teilen der Abstrichprobe vom Proben träger durch die Flüssigkeit und
  • – Wenigstens teilweise Entnahme der Flüssigkeit und der Abstrichprobe durch die Flüssigkeitsabführung.
The method-related object is achieved by a method according to claim 25. The method according to the invention comprises the following method steps:
  • Providing a device according to one of claims 1 to 24,
  • Inserting the sample carrier into the cavity of the device,
  • Introducing liquid into the cavity through the liquid supply,
  • - Dissolve at least parts of the swab sample from the sample carrier through the liquid and
  • - At least partial removal of the liquid and the swab sample by the liquid discharge.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine einfache und automatisierte Methode zum Extrahieren der Abstrichprobe vom Probenträger. Dadurch können manuelle Arbeitsschritte weitestgehend vermieden werden und insbesondere die Einbringung von Abstrichproben in Mikrofluidiksysteme von Biochip-basierten Cartridge-Systemen erleichtert werden.The method of the invention provides a simple and automated method of extracting the swab sample from the sample carrier. As a result, manual operations can be largely avoided and, in particular, the introduction of swab samples into microfluidic systems of biochip-based cartridge systems can be facilitated.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich im Zusammenhang mit den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen die 1 bis 17 verschiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Extraktion von Abstrichproben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dabei in 11 gezeigt. Die weiteren Figuren dienen der Erläuterung.Further advantages of the invention will become apparent in connection with the embodiments explained below with reference to the accompanying drawings. The show 1 to 17 various embodiments of devices for the extraction of swab specimens. An embodiment of the invention is in 11 shown. The other figures are for explanation.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei wird exemplarisch auf eine Aufnahmevorrichtung für einen Wattetupfer in Stäbchenform eingegangen. Entsprechende Ausgestaltungen für andere Probenträger sind entsprechend auszuführen. Grundsätzlich besteht die Hauptanforderung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, dass ein Wattebällchen des Wattetupfers möglichst vollständig mit einer Spülflüssigkeit durchspült wird, so dass eine größtmögliche Menge der Abstrichprobe aus einem möglichst großen Volumen des Wattebällchens von der Spülflüssigkeit aufgenommen wird und so einer späteren Aufbereitung oder Analyse zur Verfügung steht.In the following the invention will be explained with reference to several embodiments. By way of example, a receiving device for a cotton swab in the form of a rod will be discussed. Corresponding embodiments for other sample carriers are to be carried out accordingly. In principle, the main requirement of the device according to the invention is that a cotton ball of the cotton swab is flushed as completely as possible with a rinsing liquid so that the largest possible amount of swab sample is taken from the largest possible volume of cotton wool from the rinsing liquid and so a later preparation or analysis available stands.

Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihren bevorzugten Ausführungen ist, dass sie auch in ein Analysesystem, beispielsweise innerhalb einer Cartridge, integriert sein kann und so direkt an das Mikrofluidiksystem der Cartridge angeschlossen ist. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen beispielhaft die Vorrichtung als Teil einer solchen Cartridge.A particular advantage of the device according to the invention and its preferred embodiments is that it can also be integrated into an analysis system, for example within a cartridge, and thus connected directly to the microfluidic system of the cartridge. The exemplary embodiments described below show, by way of example, the device as part of such a cartridge.

So ist in 1 nur ein Ausschnitt einer Cartridge 1 dargestellt, in der eine vollständige Analyse einer Abstrichprobe durchführbar ist. Die Cartridge 1 besteht im Wesentlichen aus einem Kunststoffkörper 3 mit einem Mikrofluidiksystem, das hier nur ausschnittsweise gezeigt ist. In der Cartridge 1 ist ein Hohlraum ausgebildet, der eine Aufnahmekammer 5 für einen Probenträger 7 darstellt. Der Probenträger 7 ist hier in Form eines auf einem Trägerstäbchen 9 befestigten Wattebällchens 11 ausgeführt. Der Probenträger 7 ist durch eine Aufnahmeöffnung 12 in die Aufnahmekammer 5 eingeführt, wonach das Trägerstäbchen 9 an einer Sollbruchstelle 13 abgebrochen ist, so dass nur ein kurzer Rest des Trägerstäbchens 9 mit dem Wattebällchen 11 in der Aufnahmekammer 5 verbleibt. Die Aufnahmekammer 5 ist durch einen Gummideckel 15 wasser- und keimdicht verschlossen. Sie umfasst eine Einlassöffnung 17 und eine Auslassöffnung 19, die mit einer Flüssigkeitszuführung 21 bzw. einer Flüssigkeitsabführung 23 verbunden sind. Die Flüssigkeitszuführung 21 umfasst ein Flüssigkeitsreservoir 25, das direkt über einen Mikrokanal 27 mit der Einlassöffnung 17 verbunden ist. Nicht dargestellt sind Mittel zum Transport der im Flüssigkeitsreservoir 25 befindlichen Spülflüssigkeit durch den Mikrokanal 27 zur Einlassöffnung 17 und so in die Aufnahmekammer 5. Hier sind bekannte Lösungen zum Flüssigkeitstransport durch Mikrokanäle einsetzbar, beispielsweise Kolbenpumpen oder Stößel. Wird Spülflüssigkeit in die Aufnahmekammer 5 gepumpt, so umspült und durchspült sie das Wattebällchen 11, wodurch sich die auf dem Wattebällchen 11 befindliche Abstrichprobe in der Spülflüssigkeit löst und so mit der Spülflüssigkeit über einen Mikrokanal 29 aus dem Aufnahmekammer 5 transportiert wird. Am Ende des Mikrokanals 29 kann sich beispielsweise eine Aufbereitungskammer für die Probe anschließen, die darin für eine folgende Analyse aufbereitet wird.So is in 1 only a section of a cartridge 1 presented in the a complete analysis a swab sample is feasible. The cartridge 1 consists essentially of a plastic body 3 with a microfluidic system, which is only partially shown here. In the cartridge 1 a cavity is formed, which is a receiving chamber 5 for a sample carrier 7 represents. The sample carrier 7 is here in the form of a on a carrier stick 9 attached cotton ball 11 executed. The sample carrier 7 is through a receiving opening 12 in the receiving chamber 5 introduced, after which the carrier bars 9 at a predetermined breaking point 13 is broken off, leaving only a short rest of the carrier stick 9 with the cotton ball 11 in the receiving chamber 5 remains. The reception chamber 5 is through a rubber cover 15 sealed watertight and germ-proof. It includes an inlet opening 17 and an outlet opening 19 that with a liquid supply 21 or a liquid discharge 23 are connected. The liquid supply 21 includes a liquid reservoir 25 that is directly via a microchannel 27 with the inlet opening 17 connected is. Not shown are means for transport in the liquid reservoir 25 located rinsing fluid through the microchannel 27 to the inlet opening 17 and so in the receiving chamber 5 , Here, known solutions for liquid transport through microchannels can be used, for example piston pumps or plungers. Rinsing fluid is in the receiving chamber 5 pumped, so lapped and rinsed through the cotton ball 11 , which causes the on the cotton balls 11 in the rinsing liquid and thus with the rinsing liquid via a microchannel 29 from the receiving chamber 5 is transported. At the end of the microchannel 29 For example, it may be followed by a sample preparation chamber, which is prepared for subsequent analysis.

Im Fall einer separat vom Analysesystem arbeitenden Vorrichtung, wäre hier eine Schnittstelle vorzusehen, mittels der die gelöste Abstrichprobe in das Analysesystem überführbar ist. Dazu könnte beispielsweise eine Kanüle mit der Flüssigkeitsabführung 23 verbunden sein. Ein separates Analysesystem könnte beispielsweise eine Öffnung aufweisen, die mit einer Membran oder einem Septum verschlossen ist. Zur Übertragung der gelösten Abstrichprobe in das Analysesystem wird die Kanüle durch die Membran oder das Septum gestochen, so dass die Vorrichtung fluidisch mit dem Analysesystem verbunden ist. Die Abstrichprobe ist auf diese Weise der weiteren Verarbeitung, beispielsweise einem Zellaufschluss mit anschließender PCR und DNA-Nachweis durch einen Biochip zuführbar. Alternativ können andere bekannte Schnittstellen, wie so genannte „Luer”-Steckverbindungen oder „Luer-Lock”-Bajonettverbindungen verwendet werden.In the case of a device operating separately from the analysis system, an interface would have to be provided here by means of which the dissolved swab sample can be transferred into the analysis system. This could, for example, a cannula with the liquid discharge 23 be connected. For example, a separate analysis system could have an opening closed with a membrane or septum. To transfer the detached swab sample into the analysis system, the cannula is pricked through the membrane or septum so that the device is fluidly connected to the analysis system. The swab sample can be supplied in this way for further processing, for example cell disruption with subsequent PCR and DNA detection by means of a biochip. Alternatively, other known interfaces such as so-called "luer" connectors or "luer-lock" bayonet connectors may be used.

Da die Cartridge 1 in waagerechter Position in ein Auslesegerät, das hier nicht dargestellt ist, eingeführt wird, ist es wichtig, dass die Aufnahmekammer 5 spätestens dann durch den Gummideckel 14 verschlossen wird, wenn die Spülflüssigkeit in die Aufnahmekammer 5 eingeführt wird. So kann ein entsprechend ausgebildeter Verschlussmechanismus z. B. ein Druckmechanismus sein, der bei Einbringen des Wattebällchens 11 in die Aufnahmekammer 5 oder beim Abbrechen des Trägerstäbchens 9 ausgelöst wird und den Gummideckel 15 zuklappen lässt, sobald der abgebrochene Rest des Trägerstäbchens 9 aus der Aufnahmekammer 5 zurückgezogen wird. Der Verschlussmechanismus kann auch durch Einlegen der Cartridge in das Auslesegerät ausgelöst werden oder durch den Beginn des Einlassens der Flüssigkeit in die Aufnahmekammer.Because the cartridge 1 Inserted in a horizontal position in a reader, which is not shown here, it is important that the receiving chamber 5 at the latest then through the rubber cover 14 is closed when the rinse liquid in the receiving chamber 5 is introduced. Thus, a suitably trained closure mechanism z. B. be a pressure mechanism when introducing the Wattebällchens 11 in the receiving chamber 5 or when canceling the carrier bar 9 is triggered and the rubber cover 15 collapse as soon as the broken off rest of the carrier rod 9 from the receiving chamber 5 is withdrawn. The closure mechanism may also be triggered by inserting the cartridge into the readout device or by initiating the introduction of the liquid into the receiving chamber.

Bei Probenträgern mit dichter Konsistenz, beispielsweise bei Gummiträgern, reicht der Fließdruck der Spülflüssigkeit unter Umständen nicht aus, um den Probenträger zu durchdringen. In diesem Fall ist erforderlich, dass möglichst viel Probenmaterial von der Oberfläche des Probenträgers abgewaschen wird. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass der eingeführte Probenträger nicht die Auslassöffnung 19 verschließt, da ansonsten keine Spülflüssigkeit mit abgelöster Probe mehr aus der Aufnahmekammer 5 heraustransportiert werden kann.For sample holders with a dense consistency, for example with rubber carriers, the flow pressure of the rinsing fluid may not be sufficient to penetrate the sample carrier. In this case it is necessary that as much sample material as possible is washed off the surface of the sample carrier. In this case, make sure that the inserted sample holder is not the outlet opening 19 closes, otherwise no rinsing liquid with detached sample more out of the receiving chamber 5 can be transported out.

Eine entsprechend weitergebildete Vorrichtung ist im Ausführungsbeispiel in 2 gezeigt. Der Probenträger 7 hat im gezeigten Beispiel eine ovale Form mit verhältnismäßig dichter Konsistenz. Die Probe befindet sich hauptsächlich auf der Oberfläche des Probenträgers 7. Die Aufnahmekammer 5 hat eine entsprechend angepasste Form, so dass auch bei eingebrachtem Probenträger 7 stets eine Lücke 51 zwischen Wand 53 der Aufnahmekammer 5 und dem Probenträger 7 bestehen bleibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass stets ein Flüssigkeitsfluss von der Einlassöffnung 17 um die Oberfläche des Probenträgers 7 herum zur Auslassöffnung 19 gewährleistet ist. Die Einlassöffnung 17 ist in Einschubrichtung des Probenträgers 7 betrachtet im vorderen Teil der Aufnahmekammer 5 angeordnet, während die Auslassöffnung 19 im hinteren Teil angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Spülflüssigkeit an einer möglichst großen Oberfläche des Probenträgers 7 vorbeifließen kann. Es wird in einem möglichst kleinen Volumen der Aufnahmekammer 5 möglichst viel Probensubstanz von möglichst wenig Spülflüssigkeit aufgenommen.A correspondingly further developed device is in the embodiment in 2 shown. The sample carrier 7 has in the example shown an oval shape with relatively dense consistency. The sample is located mainly on the surface of the sample carrier 7 , The reception chamber 5 has a correspondingly adapted shape, so that even with inserted sample carrier 7 always a gap 51 between wall 53 the receiving chamber 5 and the sample carrier 7 persists. In this way, it is ensured that there is always a liquid flow from the inlet opening 17 around the surface of the sample holder 7 around to the outlet opening 19 is guaranteed. The inlet opening 17 is in the insertion direction of the sample carrier 7 considered in the front part of the receiving chamber 5 arranged while the outlet opening 19 is arranged in the back part. This ensures that the rinsing liquid on the largest possible surface of the sample carrier 7 can flow by. It is in as small a volume as possible of the receiving chamber 5 Record as much sample substance as possible from as little rinsing fluid as possible.

Eine weiter verbesserte Ausführungsform ist in 3 gezeigt. Hier ist in der Aufnahmekammer 5 zusätzlich ein als Sieb 71 ausgeführtes Halteteil angeordnet, in das der Probenträger 7 eingeführt ist. Das Sieb 71 ist mittels Streben 73 an der Wand 51 der Aufnahmekammer 5 befestigt, so dass ein Flüssigkeitstransport zwischen den Streben 73 hindurch möglich ist. Durch das Sieb 71 hat die Spülflüssigkeit, die um das Sieb 71 herum fließt, die Möglichkeit, von der Oberfläche des Probenträgers 7 einen Großteil der Abstrichprobe abzulösen und über die Auslassöffnung 19 aus der Aufnahmekammer 5 zu entfernen. Anstatt des Siebs 71 können auch Abstandszäpfchen oder Kämme angebracht sein, die den Probenträger 5 in der Aufnahmekammer auf Distanz zur Wand 51 halten. Im Fall eines Wattebällchens 11 kann dieses gleichzeitig durch mechanischen Druck auf das Sieb 71 ausgepresst werden, so dass bereits Teile der Abstrichprobe beim Einführen des Wattebällchens 11 extrahiert werden.A further improved embodiment is in 3 shown. Here is in the recording room 5 additionally as a sieve 71 arranged holding part, in which the sample carrier 7 is introduced. The sieve 71 is by means of struts 73 on the wall 51 the receiving chamber 5 attached, allowing a liquid transport between the struts 73 through is possible. Through the sieve 71 has the rinsing liquid, those around the sieve 71 flows around, the possibility of the surface of the sample holder 7 to replace most of the swab sample and via the outlet port 19 from the receiving chamber 5 to remove. Instead of the sieve 71 Spacer suppositories or combs may also be attached to the sample carrier 5 in the receiving chamber at a distance to the wall 51 hold. In the case of a cotton ball 11 This can be done simultaneously by mechanical pressure on the sieve 71 be pressed out, so that already parts of the swab sample during insertion of the cotton ball 11 be extracted.

Die in 4 gezeigte Ausführungsform zeigt eine Vorrichtung, die auf Wattetupfer ausgelegt ist, deren Konsistenz ausreichend locker sein muss, dass Spülflüssigkeit das Wattebällchen 11 durchdringen kann. In diesem Fall ist die Aufnahmekammer 5 in Form und Größe an das Wattebällchen 11 so angepasst, dass die Spülflüssigkeit von der Einlassöffnung 17 im Wesentlichen nur bei Durchdringen des Wattebällchens 11 zur Auslassöffnung 19 gelangen kann. Dadurch wird ein möglichst großes Volumen des Wattebällchens 11 von der Spülflüssigkeit durchspült. Das Wattebällchen 11 steht in Kontakt mit den Wänden 53 der Aufnahmekammer 5, so dass am Wattebällchen 11 vorbei möglichst wenig Spülflüssigkeit zur Auslassöffnung 19 gelangt. Nur bei Durchdringen des Wattebällchens 11 und damit bei Aufnahme von möglichst viel Probematerial, gelangt die Flüssigkeit zur Auslassöffnung 19.In the 4 embodiment shown shows a device that is designed for cotton swabs, the consistency must be sufficiently loose that rinsing liquid the cotton ball 11 can penetrate. In this case, the receiving chamber 5 in shape and size to the cotton ball 11 adjusted so that the rinsing fluid from the inlet opening 17 essentially only when penetrating the cotton ball 11 to the outlet opening 19 can get. This will maximize the volume of the cotton ball 11 rinsed by the rinse liquid. The cotton ball 11 is in contact with the walls 53 the receiving chamber 5 so on the cotton ball 11 As little rinse liquid as possible to the outlet opening 19 arrives. Only when penetrating the cotton ball 11 and thus when taking up as much sample material as possible, the liquid arrives at the outlet opening 19 ,

In 5 ist eine weiter verbesserte Ausführungsform gezeigt, in der die Aufnahmekammer 5 im Bereich der Auslassöffnung 19 verjüngt geformt ist. Bei Einführen des Wattetupfers wird das Wattebällchen 11 so auf einen großen Abschnitt an die Wand 51 angedrückt, so dass ein Vorbeifließen der Spülflüssigkeit am Wattebällchen 11 ohne dieses zu durchdringen weitestgehend vermieden wird.In 5 a further improved embodiment is shown in which the receiving chamber 5 in the area of the outlet opening 19 is tapered shaped. When introducing the cotton swab, the cotton ball will be used 11 so on a large section to the wall 51 pressed, so that a vorbebeiflassen the rinsing liquid on the cotton ball 11 without penetrating this is avoided as far as possible.

6 zeigt im Wesentlichen den gleichen Aufbau der Vorrichtung, jedoch ist das Trägerstäbchen 9' des eingeführten Wattebällchens 11 durch einen deutlich geringeren Durchmesser als bei der Ausführung in 5 gekennzeichnet. Dadurch wird sichergestellt, dass ausreichend Spülflüssigkeit am abgebrochenen Trägerstäbchen 9' vorbei durch das Wattebällchen 11 gespült werden kann. 6 shows essentially the same structure of the device, but is the carrier bar 9 ' of the introduced cotton ball 11 by a much smaller diameter than in the execution in 5 characterized. This will ensure that sufficient rinse liquid on the aborted carrier swab 9 ' over by the cotton balls 11 can be rinsed.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das abgebrochene Trägerstäbchen hohl ist, so dass auch durch das Trägerstäbchen 9'' hindurch Spülflüssigkeit in das Wattebällchen 11 gepumpt werden kann. Dadurch ist es möglich, ausreichend viel Spülflüssigkeit durch das Wattebällchen 11 hindurch zur Auslassöffnung 19 zu transportieren und so einen möglichst großen Teil der Abstrichprobe aus dem Probenträger zu extrahieren.In 7 is shown a further embodiment in which the broken carrier bar is hollow, so that also by the carrier bars 9 '' Through flushing fluid into the cotton ball 11 can be pumped. This makes it possible to have enough rinsing fluid through the cotton ball 11 through to the outlet opening 19 to transport and as much of the swab sample from the sample carrier to extract.

Das entsprechende Trägerstäbchen 9'' kann dabei sowohl auf der ganzen Länge hohl ausgeführt sein, oder nur zwischen der Sollbruchstelle 13'' und dem Wattebällchen 11. Ein hohles Trägerstäbchen bietet den Vorteil, dass das Wattebällchen 11 besonders effektiv von der Spülflüssigkeit durchdrungen werden kann.The corresponding carrier swab 9 '' can be made both hollow over the entire length, or only between the predetermined breaking point 13 '' and the cotton ball 11 , A hollow carrier stick offers the advantage that the cotton ball 11 Particularly effective can be penetrated by the rinsing liquid.

8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem im Bereich einer Aufnahmeöffnung 12 kurz hinter dem Gummideckel in der Aufnahmekammer 5 mehrere Vorsprünge 101 vorgesehen sind. Diese Vorsprünge 101 sind scharfkantig und dem Durchmesser des Trägerstäbchens 9 angepasst, so dass ein Abbrechen des Trägerstäbchens 9 an der Sollbruchstelle 13 unterstützt wird. Dadurch wird die Handhabung des Wattetupfers vereinfacht. Gleichzeitig üben die Vorsprünge 101 eine stützende und haltende Wirkung auf das abgebrochene Trägerstäbchen 9 aus, so dass es innerhalb der Aufnahmekammer 5 fixiert ist. Dies hat auch bei der in 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung den Vorteil, dass der gewünschte Abstand zwischen dem Wattebällchen 11 und der Wand 51 der Aufnahmekammer 5 gewährleistet ist. 8th shows a further embodiment in which in the region of a receiving opening 12 just behind the rubber lid in the receiving chamber 5 several projections 101 are provided. These projections 101 are sharp-edged and the diameter of the carrier stick 9 adjusted, leaving a canceling of the carrier stick 9 at the breaking point 13 is supported. This simplifies the handling of the cotton swab. At the same time practice the projections 101 a supportive and lasting effect on the broken carrier rod 9 out, leaving it within the receiving chamber 5 is fixed. This also has at the in 2 shown embodiment of the invention has the advantage that the desired distance between the cotton balls 11 and the wall 51 the receiving chamber 5 is guaranteed.

Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 101' etwas in Einschubrichtung des Wattetupfers geneigt. Das Wattebällchen 11 kann in Einschubrichtung hindurchgeführt werden, allerdings nicht mehr zurückgezogen werden. In diesem Fall kann auf das Abbrechen des Trägerstäbchens verzichtet werden, da die Vorsprünge 101' beim Herausziehen und vollständigen Entfernen des Trägerstäbchens das Wattebällchen 11 von diesem lösen und in der Aufnahmekammer zurückhalten.At the in 9 illustrated embodiment, the projections 101 ' slightly inclined in the direction of insertion of the cotton swab. The cotton ball 11 can be passed in the insertion direction, but not be withdrawn. In this case, can be dispensed with the cancellation of the carrier rod, since the projections 101 ' When removing and completely removing the carrier stick, the cotton ball 11 from this loosen and restrain in the receiving chamber.

In 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Mikrokanal 29 über ein Ventil 121 und einen Rückflusskanal 123 mit dem Flüssigkeitsreservoir 25 verbunden ist. Dadurch ist es möglich, dass die bereits mit einem Teil der Abstrichprobe in gelöster Form verbundene Spülflüssigkeit wieder über das Flüssigkeitsreservoir 25 in die Aufnahmekammer 5 gepumpt wird, so dass ein zusätzlicher Teil der Abstrichprobe von dem Probenträger 7 gelöst werden kann. Durch entsprechende Schaltung des Ventils 121 können beliebig viele Spülzyklen vorgenommen werden. Durch Veränderung der Stellung des Ventils 121 wird die Spülflüssigkeit durch den gesamten Mikrokanal 29 zur Weiterverarbeitung in das angeschlossene Mikrofluidiksystem transportiert.In 10 is shown a further embodiment in which the microchannel 29 via a valve 121 and a reflux channel 123 with the liquid reservoir 25 connected is. As a result, it is possible that the rinsing liquid already connected to a part of the swab sample in dissolved form again via the liquid reservoir 25 in the receiving chamber 5 is pumped so that an additional portion of the swab sample from the sample holder 7 can be solved. By appropriate switching of the valve 121 Any number of rinsing cycles can be made. By changing the position of the valve 121 the flushing fluid is passed through the entire microchannel 29 transported to the connected microfluidic system for further processing.

Die Ablösung des Probenmaterials vom Probenträger 7 kann dadurch unterstützt werden, dass der Spülflüssigkeit Zusätze beigegeben werden. Dies können z. B. Detergenzien oder Enzyme sein, die einen Aufschluss des Probenmaterials fördern. Diese Zusätze können bereits im Flüssigkeitsreservoir 25 enthalten sein oder aber in der Aufnahmekammer in fester oder flüssiger Form vorgelagert sein. Letztere Ausführung hat den Vorteil, dass im Flüssigkeitsreservoir 25 lediglich Wasser bevorratet sein muss. Dadurch lässt sich das Flüssigkeitsreservoir 25 universell einsetzen, lediglich die Aufnahmekammer 5 ist auf den jeweiligen Probentyp oder Probenträgertyp zugeschnitten.The detachment of the sample material from the sample carrier 7 can be supported by the addition of additives to the rinsing liquid. This can z. As detergents or enzymes that promote digestion of the sample material. These additives can already be in the liquid reservoir 25 be contained or preceded in the receiving chamber in solid or liquid form. The latter embodiment has the advantage that in the liquid reservoir 25 only water must be stored. This allows the liquid reservoir 25 use universally, only the receiving chamber 5 is tailored to the respective sample type or sample carrier type.

11 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. In der Aufnahmekammer 5 ist ein Gummiring 151 angeordnet, der die Aufnahmekammer 5 in zwei Teilkammern 5a und 5b unterteilt. Weiterhin ist eine zusätzliche Einlassöffnung 17' in der Teilkammer 5b vorgesehen, in der auch die Auslassöffnung 19 angeordnet ist. Der Wattetupfer wird nun durch den Gummiring 151, der eine Öffnung 153 aufweist, in Teilkammer 5b eingeführt. Das abgebrochene und hohle Trägerstäbchen 9'' wird dabei vom Gummiring 151 formschlüssig umschlossen. Wird über die beiden Einlassöffnungen 17 und 17' Spülflüssigkeit in die beiden Teilkammern 5a und 5b gepumpt, so wird aus der Teilkammer 5a die Spülflüssigkeit durch das hohle Trägerstäbchen 9'' und durch das damit verbundene Wattebällchen 11 zur Auslassöffnung 19 gelangen. Durch die in der Teilkammer 5b angeordnete Einlassöffnung 17' wird das Wattebällchen 11 an den Seiten zusätzlich durchtränkt und damit Probenmaterial aus der Watte gelöst. Dadurch wird verhindert, dass bei hohlem Trägerstäbchen 9'', durch das die Spülflüssigkeit hindurchfließen kann, die Seiten des Wattebällchens 11 unvollständig von Spülflüssigkeit durchdrungen werden. Aufgrund der Flexibilität des Gummimaterials des Gummiringes 151 ist es möglich, dass das Wattebällchen 11 hindurch geschoben werden kann und der Gummiring 151 daraufhin das Trägerstäbchen 9 formschlüssig umschließt und festhält. 11 shows an embodiment of the invention. In the reception room 5 is a rubber ring 151 arranged the receiving chamber 5 in two sub-chambers 5a and 5b divided. Furthermore, an additional inlet opening 17 ' in the sub-chamber 5b provided, in which also the outlet opening 19 is arranged. The cotton swab will now pass through the rubber ring 151 , the one opening 153 has, in sub-chamber 5b introduced. The broken and hollow carrier bars 9 '' gets it from the rubber ring 151 enclosed in a form-fitting manner. Will over the two inlet openings 17 and 17 ' Rinsing fluid in the two sub-chambers 5a and 5b pumped, so will from the sub-chamber 5a the rinsing fluid through the hollow carrier rod 9 '' and through the cotton balls connected with it 11 to the outlet opening 19 reach. By in the sub-chamber 5b arranged inlet opening 17 ' becomes the cotton ball 11 additionally impregnated on the sides, thereby releasing sample material from the cotton wool. This will help prevent hollow carrier bars 9 '' through which the rinsing fluid can flow, the sides of the cotton ball 11 are incompletely penetrated by rinsing liquid. Due to the flexibility of the rubber material of the rubber ring 151 is it possible that the cotton ball 11 can be pushed through and the rubber ring 151 then the carrier stick 9 positively encloses and holds.

In 12 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, bei der verhindert wird, dass Spülflüssigkeit durch das hohle Trägerstäbchen 9'' transportiert wird. Um dies zu unterbinden, befindet sich am Gummideckel 15' eine Gummilasche 171, die das abgebrochene Trägerstäbchen 9'' formschlüssig umschließt und somit gegen das Eindringen von Spülflüssigkeit schützt. Dies ist bei der Verwendung von Probenträgern mit hohlem Trägerstäbchen wichtig, bei denen sich die Watte hauptsächlich seitlich des Trägerstäbchens befindet. Bei Durchspülen des hohlen Trägerstäbchens könnte es in diesem Fall dazu kommen, dass die Watte nicht ausreichend durchtränkt wird.In 12 an alternative embodiment is shown in which rinsing fluid is prevented from passing through the hollow carrier rod 9 '' is transported. To prevent this, is located on the rubber cover 15 ' a rubber strap 171 holding the broken carrier bars 9 '' encloses positively and thus protects against the ingress of flushing liquid. This is important when using sample carriers with hollow carrier rods, in which the cotton wool is mainly located to the side of the carrier rod. When flushing the hollow carrier rod, it could happen in this case that the cotton is not sufficiently saturated.

In 13 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der in der Spülflüssigkeit oder in der Aufnahmekammer so genannte Magnet-Beads 201 gelagert sind. Die Magnet-Beads 201 können beispielsweise speziell auf die zu verarbeitende Probe zugeschnitten sein und spezifisch an Teile der Probe binden. Sind zusätzlich Lysereagenzien in der Aufnahmekammer oder der Spülflüssigkeit vorhanden, so kann ein Zellaufschluss, beispielsweise von in der Probe vorliegenden Bakterien, unmittelbar nach dem Lösen der Probe vom Probenträger erfolgen und die DNA freigesetzt werden. Diese DNA kann beispielsweise an eine silanisierte Oberfläche der Magnet-Beads 201 binden oder an spezifische Oligonukleotide, die auf der Oberfläche der Magnet-Beads 201 immobilisiert sind.In 13 a further embodiment is shown in which in the rinsing liquid or in the receiving chamber so-called magnetic beads 201 are stored. The magnetic beads 201 For example, they may be tailored specifically to the sample to be processed and specifically bind to portions of the sample. If additional lysing reagents are present in the receiving chamber or the rinsing liquid, cell disruption, for example of bacteria present in the sample, can be carried out immediately after dissolving the sample from the sample carrier and the DNA can be released. For example, this DNA can be attached to a silanized surface of the magnetic beads 201 bind or bind to specific oligonucleotides on the surface of the magnetic beads 201 are immobilized.

Mittels eines beweglichen Permanentmagneten 203, der außerhalb der Cartridge 1 im Auslesegerät angeordnet ist, ist es möglich, die Magnet-Beads 201 gezielt und ohne die sonstigen Bestandteile der Probe durch den Mikrokanal 29 der weiteren Analyse zuzuführen. Verunreinigungen verbleiben in der Aufnahmekammer. Die Magnet-Beads 201 und die eventuell vorhandenen Lysereagenzien können sowohl trocken als auch in flüssiger Form in der Aufnahmekammer 5 gelagert sein. Zur Unterstützung der Lyse und des Bindungsvorgangs der DNA an die Magnet-Beads 201 werden diese durch den beweglichen Permanentmagneten in der Aufnahmekammer 5 hin und her bewegt. Die Bewegung der Magnet-Beads 201 führt außerdem zu einer effizienteren Herauslösung des Probenmaterials aus dem Wattebällchen 11. Die jetzt in Lösung vorliegende DNA wird durch spezifische, an den Oberflächen der Magnet-Beads 201 befindliche biologische Moleküle, z. B. Antikörper oder Oligonukleotide, oder andere chemische Strukturen, wie beispielsweise Silan, gebunden.By means of a movable permanent magnet 203 , outside the cartridge 1 Located in the reader, it is possible to use the magnetic beads 201 specifically and without the other constituents of the sample through the microchannel 29 for further analysis. Impurities remain in the receiving chamber. The magnetic beads 201 and the lysing reagents that may be present can be both dry and in liquid form in the receiving chamber 5 be stored. To aid in the lysis and binding of the DNA to the magnetic beads 201 These are the movable permanent magnet in the receiving chamber 5 moved back and forth. The movement of the magnetic beads 201 also leads to a more efficient dissolution of the sample material from the cotton ball 11 , The DNA, which is now in solution, is formed by specific, on the surfaces of the magnetic beads 201 located biological molecules, eg. As antibodies or oligonucleotides, or other chemical structures, such as silane bound.

Vorzugsweise werden die zu analysierenden Teile der Probe an die Magnet-Beads 201 gebunden. Bei nachträglich ausgeführten Waschvorgängen können diese durch ein Magnetfeld festgehalten und so gereinigt werden. Alternativ ist es möglich, dass störende Bestandteile der Probe in der Aufnahmekammer 5 festgehalten werden und so nicht mit der Spülflüssigkeit und den zu analysierenden Bestandteilen der Probe weiterverarbeitet werden.Preferably, the parts of the sample to be analyzed are attached to the magnetic beads 201 bound. In the case of subsequent washing processes, they can be held in place by a magnetic field and thus cleaned. Alternatively, it is possible that interfering components of the sample in the receiving chamber 5 be held and so not be processed with the rinsing liquid and the components of the sample to be analyzed.

In 14 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, bei der kein beweglicher Permanentmagnet, sondern ein beweglicher Elektromagnet 211, der über eine Wechselspannung ein Magnetfeld erzeugt, verwendet wird.In 14 an alternative embodiment is shown in which no movable permanent magnet, but a movable electromagnet 211 , which generates a magnetic field via an AC voltage is used.

Alternativ können, wie in 15 gezeigt, mehrere Elektromagneten 211' nebeneinander angeordnet sein, so dass ohne bewegliche Teile die Magnet-Beads 201 hin und her, und durch die Auslassöffnung in den Auslasskanal bewegt werden können.Alternatively, as in 15 shown several electromagnets 211 ' be arranged side by side, so that without moving parts of the magnetic beads 201 back and forth, and can be moved through the outlet opening in the outlet channel.

Bei den in den 13 bis 15 gezeigten Ausführungsformen kann alternativ auf die Flüssigkeitszuführung verzichtet werden. In diesem Fall ist es erforderlich, die zur Lösung benötigte Flüssigkeit, beispielsweise destilliertes Wasser, bereits in der Aufnahmekammer vorzuhalten, oder mit dem Probenträger zuzuführen. Das Ablösen der Probe vom Probenträger kann durch die Magnet-Beads 201 erfolgen, die durch veränderliche Magnetfelder in Bewegung versetzt werden. Durch die Bewegung der Magnet-Beads wird die Flüssigkeit ebenfalls in Bewegung versetzt, wodurch ein dem Rühren oder Zentrifugieren vergleichbarer Effekt erzielt wird. Dabei kann durch Zugabe oder Vorlagerung entsprechender Reagenzien gleichzeitig ein Zellaufschluss durchgeführt werden und in den Zellen enthaltene DNA an die entsprechend funktionalisierten Magnet-Beads 201 gebunden werden. Die DNA kann dann mit den Magnet-Beads 201 aus der Aufnahmekammer entfernt werden und der weiteren Analyse zugeführt werden.In the in the 13 to 15 embodiments shown may alternatively be dispensed with the liquid supply. In this case, it is necessary to hold the liquid required for the solution, for example distilled water, already in the receiving chamber, or to supply it to the sample carrier. The detachment of the sample from the sample carrier can be achieved by the magnetic beads 201 done, which are caused by variable magnetic fields in motion. By the movement of the magnetic beads, the liquid is also set in motion, whereby an effect similar to the stirring or centrifuging is achieved. In this case, a cell disruption can be carried out simultaneously by addition or pre-storage of appropriate reagents and DNA contained in the cells to the correspondingly functionalized magnetic beads 201 be bound. The DNA can then be mixed with the magnetic beads 201 are removed from the receiving chamber and the further analysis are supplied.

16 zeigt eine weitere Ausführungsform der Cartridge 1', bei der die Aufnahmekammer 5' eine derartige Geometrie aufweist, bei der beim Einschieben des Wattetupfers 251 der Abstand zwischen Stäbchen und Kammerwand 53' kontinuierlich trichterförmig verringert wird, so dass ein sehr hoher Anteil der mit der Abstrichprobe durchtränkten Watte zusammengepresst wird und entsprechend Flüssigkeit mit der Probe aus dem Wattebällchen 11 austritt. 16 zeigt die Aufnahmekammer 5' in geöffneter Form beim Einführen des Wattestäbchens 251. 16 shows a further embodiment of the cartridge 1' in which the receiving chamber 5 ' has such a geometry in which upon insertion of the cotton swab 251 the distance between the rods and the chamber wall 53 ' is continuously reduced funnel-shaped, so that a very high proportion of the cotton wool soaked in the swab sample is compressed and, accordingly, liquid with the sample from the cotton ball 11 exit. 16 shows the receiving chamber 5 ' in open form when inserting the cotton swab 251 ,

In 17 ist das abgebrochene Wattestäbchen 251 vollständig eingefügt und die Aufnahmekammer 5' durch den Gummideckel 15 verschlossen worden. Die ausgepresste Flüssigkeit 261 hat sich in der Aufnahmekammer 5' gesammelt, so dass diese auf einfache Weise beim Durchspülen aus dieser entfernt werden kann. In der Aufnahmekammer 5' befinden sich gegebenenfalls trocken gelagerte Reagenzien, die Proteine abbauen oder auflösen oder bereits einen Zellaufschluss ermöglichen können.In 17 is the broken cotton swab 251 completely inserted and the receiving chamber 5 ' through the rubber lid 15 been closed. The squeezed out liquid 261 has been in the recording room 5 ' collected so that it can be removed in a simple manner while flushing out of this. In the reception room 5 ' If necessary, dry reagents are available, which can break down or dissolve proteins or already enable cell disruption.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und ihre verschiedenen, oben erläuterten Ausführungsformen wird eine weitestgehend automatisiert und kostengünstig arbeitende Vorrichtung bereit gestellt, die es ermöglicht, Abstrichproben auf einfache Weise in ein Mikrofluidiksystem einer Biochip-Cartridge zu überführen. Manuelle Arbeitsschritte werden dabei weitgehend vermieden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dabei sowohl als Teil eines integrierten Analysesystems ausgeführt, als auch unabhängig vom eigentlichen Analysesystem sein. So ist es möglich, dass die Flüssigkeit mit der gelösten Probe in einem hinter der Auslassöffnung angeordneten Flüssigkeitsreservoir gesammelt wird und beispielsweise mittels eines Pipettierroboters daraus entnehmbar ist. Der Pipettierroboter kann die entsprechend entnommene Probe in ein Analysegerät überführen, wo die eigentliche Analyse der Probe durchgeführt wird. Weitere Probenanalyseschritte, wie beispielsweise Zellaufschluss, DNA-Vervielfältigung und DNA-Nachweis mittels eines Biochips, sind dann in einem voll automatisierten Prozess durchführbar. Insbesondere für Cartridge-basierte Lab-on-a-Chip-Systeme bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass bis auf das Einführen des Abstrichprobenträgers in die Cartridge keine manuellen Arbeitsschritte mehr erforderlich sind. So erfolgt die Extraktion der Abstrichprobe und die Überführung in das Fluidiksystem der Cartridge voll automatisch, wobei bereits erste Verarbeitungsschritte, wie die Lyse oder die Bindung an Magnet-Beads, zum weiteren Transport von Teilen der Probe innerhalb der Aufnahmekammer für den Probenträger durchführbar sind.By means of the device according to the invention and its various embodiments explained above, a largely automated and cost-effective device is provided, which makes it possible to easily transfer swab samples into a microfluidic system of a biochip cartridge. Manual steps are largely avoided. The device according to the invention can be designed both as part of an integrated analysis system and independently of the actual analysis system. Thus, it is possible that the liquid with the dissolved sample is collected in a liquid reservoir arranged behind the outlet opening and can be removed therefrom, for example, by means of a pipetting robot. The pipetting robot can transfer the appropriately removed sample to an analyzer, where the actual analysis of the sample is carried out. Further sample analysis steps, such as cell disruption, DNA amplification and DNA detection by means of a biochip, can then be carried out in a fully automated process. In particular for cartridge-based lab-on-a-chip systems, the device according to the invention offers the advantage that no manual steps are required, except for the introduction of the swab sample carrier into the cartridge. Thus, the extraction of the swab sample and the transfer into the fluidic system of the cartridge is fully automatic, with first processing steps, such as lysis or binding to magnetic beads, for further transport of parts of the sample within the receiving chamber for the sample carrier are feasible.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Extraktion einer Abstrichprobe, die eine nachzuweisende DNA enthält. Grundsätzlich können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihren Ausführungsbeispielen verschiedene Arten von Zielmolekülen mit der Abstrichprobe bzw. aus der Abstrichprobe extrahiert werden. Dies können beispielsweise Proteine sein.The described embodiments relate to the extraction of a swab specimen containing a DNA to be detected. In principle, with the device according to the invention and its embodiments, different types of target molecules can be extracted with the swab sample or from the swab sample. These may be proteins, for example.

Claims (29)

Vorrichtung zum Extrahieren einer Abstrichprobe, aufweisend folgende Merkmale: – einen Kunststoffgrundkörper (3), in welchem ein Hohlraum ausgebildet ist, in den ein die Abstrichprobe tragender Probenträger (7) über eine Aufnahmeöffnung (12) einbringbar ist, – wenigstens eine in dem Kunststoffgrundkörper (3) ausgebildete und mit dem Hohlraum verbundene Flüssigkeitszuführung (21), durch die Flüssigkeit (261) in den Hohlraum einbringbar ist, – wenigstens eine in dem Kunststoffgrundkörper (3) ausgebildete und mit dem Hohlraum verbundene Flüssigkeitsabführung (23), durch die Flüssigkeit (261) aus dem Hohlraum entnehmbar ist und – eine mit der Flüssigkeitsabführung (23) verbundene Schnittstelle zum fluidischen Verbinden der Vorrichtung mit einem Mikrofluidiksystem, in das Flüssigkeit (261) überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum eine Auslassöffnung (19) aufweist, über die die Flüssigkeitsabführung (23) fluidisch mit dem Hohlraum verbunden ist, wobei im Hohlraum eine Trenneinheit (151) angeordnet ist, die den Hohlraum in wenigstens zwei Teilhohlräume (5a, 5b) unterteilt, weiter aufweisend folgende Merkmale: – In jedem der Teilräume liegt eine mit der Flüssigkeitszuführung (21) verbundene Einlassöffnung (17, 17'), – die Aufnahmeöffnung (12) und die Auslassöffnung (19) liegen in unterschiedlichen Teilräumen, – die Trenneinheit weist eine Durchlassöffnung auf, durch die der Probenträger (7) wenigstens teilweise in den Teilhohlraum mit der Auslassöffnung (19) einbringbar ist, – der Probenträger (7) wird wenigstens teilweise im Wesentlichen formschlüssig von der Durchlassöffnung umschlossen, so dass Flüssigkeit (261) aus dem Hohlraum mit der Aufnahmeöffnung (12) nur bei Durchdringung des Probenträgers (7) zur Auslassöffnung (19) transportierbar ist.Device for extracting a swab sample, comprising the following features: a plastic basic body ( 3 ), in which a cavity is formed, into which a sample carrier carrying the swab sample ( 7 ) via a receiving opening ( 12 ) can be introduced, - at least one in the plastic body ( 3 ) formed and connected to the cavity liquid supply ( 21 ), through the liquid ( 261 ) can be introduced into the cavity, - at least one in the plastic base body ( 3 ) formed and connected to the cavity liquid discharge ( 23 ), through the liquid ( 261 ) is removable from the cavity and - one with the liquid discharge ( 23 ) for fluidically connecting the device to a microfluidic system into which fluid ( 261 ), characterized in that the cavity has an outlet opening ( 19 ), via which the liquid discharge ( 23 ) is fluidly connected to the cavity, wherein in the cavity a separation unit ( 151 ) is arranged, which the cavity in at least two partial cavities ( 5a . 5b ), further comprising the following features: - In each of the subspaces is one with the liquid supply ( 21 ) connected inlet opening ( 17 . 17 ' ), - the receiving opening ( 12 ) and the outlet opening ( 19 ) lie in different subspaces, - the separation unit has a passage opening through which the sample carrier ( 7 ) at least partially into the partial cavity with the outlet opening ( 19 ), - the sample carrier ( 7 ) is at least partially substantially form-fitting of the Passage opening enclosed, so that liquid ( 261 ) from the cavity with the receiving opening ( 12 ) only at penetration of the sample carrier ( 7 ) to the outlet opening ( 19 ) is transportable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum wenigstens ein Halteteil angeordnet ist, welches wenigstens eine im Wesentlichen in Einschubrichtung des Probenträgers (7) spitz zulaufende Ausformung aufweist.Apparatus according to claim 1, characterized in that in the cavity at least one holding part is arranged, which at least one substantially in the insertion direction of the sample carrier ( 7 ) has tapered shape. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum im Bereich der Auslassöffnung (19) eine sich verjüngende Form aufweist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cavity in the region of the outlet opening ( 19 ) has a tapered shape. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum wenigstens ein Halteteil angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the cavity at least one holding part is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum im Bereich der Auslassöffnung (19) eine sich verjüngende Form aufweist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the cavity in the region of the outlet opening ( 19 ) has a tapered shape. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszuführung (21) und/oder die Flüssigkeitsabführung (23) wenigstens einen Mikrokanal (27, 29) umfassen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid supply ( 21 ) and / or the liquid discharge ( 23 ) at least one microchannel ( 27 . 29 ). Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum eine Aufnahmeöffnung (12) für den Probenträger (7) und einen Verschluss aufweist, wobei die Aufnahmeöffnung (12) durch den Verschluss flüssigkeitsdicht verschließbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity has a receiving opening ( 12 ) for the sample carrier ( 7 ) and a closure, wherein the receiving opening ( 12 ) is closed by the closure liquid-tight. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (12) durch den Verschluss keimdicht verschließbar ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the receiving opening ( 12 ) can be closed germ-tight by the closure. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss derart ausgebildet ist, dass der Hohlraum nach Einbringen des Probenträgers (7) automatisch verschlossen wird.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the closure is designed such that the cavity after insertion of the sample carrier ( 7 ) is automatically closed. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszuführung (21) wenigstens ein Flüssigkeitsreservoir (25) umfasst, das wenigstens zeitweise mit dem Hohlraum verbindbar ist und aus dem bei Verbindung mit dem Hohlraum eine im Flüssigkeitsreservoir (25) befindliche Flüssigkeit (261) in den Hohlraum einbringbar ist.Device according to one of the above claims, characterized in that the liquid feed ( 21 ) at least one liquid reservoir ( 25 ) which is at least temporarily connectable to the cavity and from which, when connected to the cavity, one in the liquid reservoir ( 25 ) located liquid ( 261 ) is introduced into the cavity. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (261) aus destilliertem Wasser besteht, dem Substanzen beigemischt sind, die ein Ablösen der Abstrichprobe vom Probenträger (7) unterstützen.Apparatus according to claim 10, characterized in that the liquid ( 261 ) consists of distilled water to which substances have been added which cause the swab sample to be detached from the sample carrier ( 7 ) support. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (17) und die Auslassöffnung (19) derart angeordnet sind, dass sich bei eingebrachtem Probenträger (7) ein größtmöglicher Abschnitt des Probenträgers (7) zwischen der Einlassöffnung (17) und der Auslassöffnung (19) befindet.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the inlet opening ( 17 ) and the outlet opening ( 19 ) are arranged such that when a sample carrier ( 7 ) a maximum section of the sample carrier ( 7 ) between the inlet opening ( 17 ) and the outlet opening ( 19 ) is located. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum an eine Form und eine Größe des Probenträgers (7) derart angepasst ist, dass bei in den Hohlraum eingebrachtem Probenträger (7) zwischen einer Wand (53) des Hohlraums und dem Probenträger (7) ein derart dimensionierter Abstand vorliegt, dass Flüssigkeit (261) am Probenträger (7) vorbei von der Einlassöffnung (17) zur Auslassöffnung (19) transportierbar ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the cavity to a shape and a size of the sample carrier ( 7 ) is adapted such that when introduced into the cavity sample carrier ( 7 ) between a wall ( 53 ) of the cavity and the sample carrier ( 7 ) is such a dimensioned distance that liquid ( 261 ) on the sample carrier ( 7 ) past the inlet ( 17 ) to the outlet opening ( 19 ) is transportable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil wenigstens einem Teil des Probenträgers (7) im Wesentlichen nachgeformt und der Probenträger (7) in das Halteteil einführbar ist, wobei das Halteteil einen derart dimensionierten Abstand zur Wand (53) des Hohlraums aufweist, dass Flüssigkeit (261) von der Einlassöffnung (17) zur Auslassöffnung (19) gelangen kann und das Halteteil Öffnungen aufweist, durch die ein Kontakt zwischen der Flüssigkeit (261) und dem eingeführten Probenträger (7) ermöglicht wird.Device according to one of claims 2 to 13, characterized in that the holding part at least a part of the sample carrier ( 7 ) substantially reshaped and the sample carrier ( 7 ) is insertable into the holding part, wherein the holding part such a dimensioned distance from the wall ( 53 ) of the cavity, that liquid ( 261 ) from the inlet opening ( 17 ) to the outlet opening ( 19 ) and the holding part has openings through which a contact between the liquid ( 261 ) and the introduced sample carrier ( 7 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil eine siebartige Struktur aufweist.Device according to one of claims 2 to 14, characterized in that the holding part has a sieve-like structure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil im Bereich der Aufnahmeöffnung (12) angeordnet und dabei derart ausgebildet ist, dass ein Entfernen von die Abstrichprobe tragenden Teilen des Probenträgers (7) aus dem Hohlraum verhindert wird.Device according to one of claims 2 to 15, characterized in that the holding part in the region of the receiving opening ( 12 ) and is designed such that a removal of the swab sample-carrying parts of the sample carrier ( 7 ) is prevented from the cavity. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum an eine Form und eine Größe des Probenträgers (7) derart angepasst ist, dass bei in den Hohlraum eingebrachtem Probenträger (7) zwischen einer Wand (53) des Hohlraums und dem Probenträger (7) ein derart dimensionierter Abstand vorliegt, dass die Flüssigkeit (261) im Wesentlichen nur bei Durchdringung des Probenträgers (7) von der Einlassöffnung (17) zur Auslassöffnung (19) gelangen kann.Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the cavity to a shape and a size of the sample carrier ( 7 ) is adapted such that when introduced into the cavity sample carrier ( 7 ) between a wall ( 53 ) of the cavity and the sample carrier ( 7 ) is such a dimensioned distance that the liquid ( 261 ) essentially only at penetration of the sample carrier ( 7 ) from the inlet opening ( 17 ) to the outlet opening ( 19 ) can get. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (19) außerhalb des Hohlraums wahlweise mit der Einlassöffnung (17) oder der Flüssigkeitsabführung (23) verbindbar ist.Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the outlet opening ( 19 ) outside the cavity optionally with the inlet opening ( 17 ) or the liquid discharge ( 23 ) is connectable. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (19) mit einem Kanalsystem verbunden ist, wobei das Kanalsystem wenigstens ein Ventil (121) aufweist, über das die Auslassöffnung (19) wahlweise mit der Einlassöffnung (17) oder der Flüssigkeitsabführung (23) verbindbar ist.Apparatus according to claim 18, characterized in that the outlet opening ( 19 ) With a duct system, the duct system having at least one valve ( 121 ), via which the outlet opening ( 19 ) optionally with the inlet opening ( 17 ) or the liquid discharge ( 23 ) is connectable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum im Bereich der Auslassöffnung (19) eine derart geformte Verjüngung aufweist, dass bei Einbringen des Probenträgers (7) dieser derart mechanisch verformt wird, dass die Abstrichprobe wenigstens teilweise austritt.Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the cavity in the region of the outlet opening ( 19 ) has a taper formed in such a way that upon insertion of the sample carrier ( 7 ) is mechanically deformed so that the swab sample at least partially exits. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum Aufbereitungsreagenzien für die Probe gelagert sind.Device according to one of the above claims, characterized in that processing reagents for the sample are stored in the cavity. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsreagenzien Mittel zur Durchführung eines Zellaufschlusses umfassen.Apparatus according to claim 21, characterized in that the treatment reagents comprise means for performing a cell disruption. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsreagenzien Mittel zum Binden wenigstens von Teilen der Probe umfassen.Apparatus according to claim 21 or 22, characterized in that the treatment reagents comprise means for binding at least portions of the sample. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Binden wenigstens von Teilen der Probe als Magnet-Beads (201) ausgeführt sind und die Vorrichtung eine Magneteinheit umfasst, mittel der die Magnet-Beads (201) bewegbar sind.Apparatus according to claim 23, characterized in that the means for binding at least parts of the sample as magnetic beads ( 201 ) are executed and the device comprises a magnet unit, by means of which the magnetic beads ( 201 ) are movable. Verfahren zum Extrahieren einer Abstrichprobe, aufweisend folgende Verfahrensschritte: – Bereitstellen einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24 – Einbringen des Probenträgers (7) in den Hohlraum der Vorrichtung, – Einbringen von Flüssigkeit (261) in den Hohlraum durch die Flüssigkeitszuführung (21), – Lösen wenigstens von Teilen der Abstrichprobe vom Probenträger (7) durch die Flüssigkeit (261) und – wenigstens teilweise Entnahme der Flüssigkeit (261) und der Abstrichprobe durch die Flüssigkeitsabführung (23).A method for extracting a swab specimen, comprising the following method steps: Provision of a device according to one of Claims 1 to 24 Insertion of the specimen carrier ( 7 ) into the cavity of the device, - introduction of liquid ( 261 ) into the cavity through the liquid supply ( 21 ), - detaching at least parts of the swab sample from the sample carrier ( 7 ) through the liquid ( 261 ) and - at least partially removing the liquid ( 261 ) and the swab sample by the liquid discharge ( 23 ). verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Einbringen der Flüssigkeit (261) in den Hohlraum durch das Verschließen des Verschlusses automatisch ausgelöst wird.Method according to Claim 25, in which the introduction of the liquid ( 261 ) is automatically released into the cavity by closing the shutter. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, bei dem die Flüssigkeit (261) mehrfach durch den Hohlraum transportiert wird und dabei jedes Mal von der Auslassöffnung (19) wieder zur Einlassöffnung (17) transportiert wird.Process according to Claim 25 or 26, in which the liquid ( 261 ) is repeatedly transported through the cavity and thereby each time from the outlet opening ( 19 ) back to the inlet opening ( 17 ) is transported. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei dem nach Lösen der Teile der Probe ein Zellaufschluss durchgeführt wird.Method according to one of claims 25 to 27, in which after dissolving the parts of the sample, a cell disruption is performed. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem in den Zellen enthaltene Zielmoleküle an funktionalisierte Magnet-Beads (201) gebunden und mittels einer Magneteinheit in die Flüssigkeitsabführung (23) transportiert werden.The method of claim 28, wherein the target molecules contained in the cells to functionalized magnetic beads ( 201 ) and by means of a magnet unit in the liquid discharge ( 23 ) be transported.
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