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    • 专利摘要:
    Dievorliegende Erfindung betrifft einen Sensor für die Detektion von Inhaltsstoffenvon Flüssigkeitenmit einem Trägerelement(10), einem Sensorelement (1) auf dem Trägerelement (10) und einem Sensorarray,das auf der Oberflächedes Sensorelements angeordnet ist und eine oder mehrere Elektroden(2) umfasst, die jeweils in elektrischem Kontakt (4) mit zugehörigen, ebenfallsauf der Oberflächedes Sensorelements (1) befindlichen Ableitflächen (3) stehen, aber im Übrigen mitdem Trägerelement(10) elektrisch nicht in Verbindung stehen. Zusammen mit einer lösbaren Abdeckung,die mindestens einen Flüssigkeitskanal(7) fürdie Zuleitung sowie mindestens ein Kontaktelement (5) aufweist undzusammen mit dem Sensor mindestens einen Hohlraum (8) über einer Oberfläche desSensorelements (1) bildet, auf der sich die Fläche oder eine Teilfläche mindestenseiner der Elektroden (2), aber keine Ableitfläche (3) befindet, bildet derSensor eine Detektionseinheit, in der jedes der Kontaktelementeso angeordnet ist, dass es beim Verbinden von Sensor und Abdeckungin Kontakt mit einer entsprechenden Ableitfläche kommt.In spezifischenAusgestaltungen umfasst der Sensor selbst zusätzlich ein mit dem Sensor festverbundenes Abdeckungselement (6), das mindestens eine Befüllungsöffnung (12)aufweist und mindestens einen Hohlraum (8) über einer Oberfläche desSensorelements (1) bildet, auf der sich die Fläche oder eine Teilfläche mindestenseiner der Elektroden (2), aber keine Ableitfläche ...
    公开号:DE102004020829A1
    申请号:DE200410020829
    申请日:2004-04-28
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Rainer Dr. Hintsche
    申请人:Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV；
    IPC主号:G01N27-403
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor mit einem elektrochemischenSensorarray insbesondere in Form eines Elektrodenareals und aufeine Vorrichtung zur Anwendung in der chemischen oder der biochemischenAnalytik. Der Sensor lässtsich zusammen mit Kontaktelementen und geeigneten Fluidverbindungenals Detektionseinheit nutzen, mit der als Teil einer DetektionsvorrichtungBestandteile von Analyseflüssigkeitenelektrochemisch detektiert werden können. Der Sensor ist im Vergleichzu bekannten Sensoren dieser Art wesentlich kostengünstigerherstellbar. Sowohl die elektrischen als auch die fluidischen Verbindungen lassensich sehr leicht herstellen und wieder lösen, sodass er auch als austauschbaresEinwegelement in diagnostischen Analysegeräten eingesetzt werden kann.Auch ist seine Handhabung sehr bequem.
    [0002] DieMikrosystemtechnik und Mikrosensorik hat in den letzten 20 Jahreneine Füllevon biochemischen Chipsensoren entwickelt, die zu einem beträchtlichenFortschritt in der miniaturisierten Analytik geführt haben. Insbesondere sindhier die auf optischen und elektrochemischen Prinzipien basierende Chipsensorenzu nennen, die mit Technologien aus der Halbleiterfertigung hergestelltwerden. Die Verwendung von portablen Geräten für chemische und biochemischeAnalysen mit solchen Einwegsensoren erfordert einen flexiblen Wechseldes Sensorelements und ggf. zugehöriger Reagenzien. Dabei habendie optischen Systeme produktionstechnische Umsetzung und Markteinführung bereitserfolgreich durchlaufen, aber die meisten elektrischen Systeme sindbisher nicht überdas Labormusterniveau hinausgekommen. Während optisch-chemische oder optisch-biochemischeSensorsysteme und optische Biochips kontaktlos mit Lichtstrahlenausgelesen werden können,muss bei elektrochemisch basierten Chip-Systemen auf dem sehr kleinenRaum einer Chipoberflächedie notwendige elektrische Ankopplung zu entsprechenden Messinstrumentenund die fluidische Ankopplung fürdie Zuführungvon Proben und Flüssigkeitbzw. Reagenzien gleichzeitig realisiert werden.
    [0003] BeiEinsatz planarer elektrochemischer Sensoren, wie z.B. elektrochemischerSensoren und Feldeffekt-Transistoren in Siliziumtechnologie oder auchelektrochemischer Sensoren auf polymeren Trägern oder solchen aus Glas,erfordert ein ggf. erforderlich werdender Austausch die gleichzeitige Herstellungbzw. Lösungdieser elektrischen und fluidischen Kontakte. Die elektrische Ankopplungwird in der Regel durch kostenaufwendige Kontaktierung mittels Bonddrähten vonden elektrischen Ableitflächenauf den Sensoren oder Chips zu den Leiterbahnen auf konventionellenLeiterplatten bzw. zu den Leiterbahnen auf speziellen Trägern wieGlas oder Polymeren realisiert. Aus dem US-Patent 5,096,669 istein System bekannt, bei dem streifenförmige elektrische Kontakteam Rande mehrer elektrochemischer Planarsensoren als Steckkontaktezur reversiblen Herstellung der elektrischen Ableitungen genutztwerden. Der Nachteil dieses Systems besteht in der Notwendigkeit,elektrische Steckverbinder am Rande eines kleinen planaren Siliziumsensorsanzuordnen, der mechanischen Instabilität der Kante der Si-Chips undeiner ungünstigenLage der Chips am Rande von Trägersystemen.Die notwendige fluidische Probenzuführung ist in diesem Systemdurch einen Durchflußkanalrealisiert, der überden aktiven Sensorbereich der Chips geführt wird, so dass große Teileder kostbaren Chipoberflächezur dauerhaften Abdichtung verwendet werden müssen und nicht anderweitigzur Verfügungstehen.
    [0004] Einanderes System offenbart die eine Diagnoseeinrichtung betreffendePatentanmeldung der Firma Siemens DE 101 11 457 A1 . Hier befindet sich einSensor oder Chip eingebettet in ein Substrat, durch das ein odermehrere sich zur Substratoberflächehin öffnendeDurchflusskanäleverlaufen, derart, dass das Fluid unter dem Sensor entlang fließt. Das denChip und die fluidischen Leitungen beherbergende Substrat wird alsApplikator bezeichnet. Die fluidische Ankopplung erfolgt z.B. durchabdichtendes Aufsetzen eines Oberteils, das ebenfalls Fluidik-Kanäle besitzt,die mit den Zu- und Ableitungen im Applikator genau zur Passungkommen. Das Oberteil ist Teil eines Auslesegerätes.
    [0005] Dienötigeelektrische Verdrahtung und Verpackung des Sensors ist im Detailin der DE 10 111 458A1 derselben Anmelderin beschrieben, in der ein Modul für eine Diagnoseeinrichtungoffenbart ist. Die Aufgabenstellung der Erfindung dieser Anmeldung wirddamit angegeben, dass die Verschwendung von aktiver Sensoroberfläche, wiees bei der in der US 5,096,669 beschriebenenVorrichtung der Fall ist, vermieden werden soll und kostengünstige Produkte hergestelltwerden können.Dies lasse sich insbesondere dadurch realisieren, dass sich dasGehäusekonzeptso weit wie möglichan der klassischen Mikroelektronik orientiere. Dementsprechend werden dieSensoren als Chip-Modul mit elektrischen Leitungen zu einem Träger in Draht-Bond-Technologierealisiert. Doch die Nachteile dieser halbleitertypischen Technologiesind teure Leiterkarten und kostenaufwendige Bondtechnologien. Häufig müssen dieinstabilen Bonddrähteauch noch durch sogenannte Verkappung mit härtbaren Polymeren stabilisiertwerden.
    [0006] Ähnlich aufgebautsind auch die Chipsensoren mit fluidischen Systemen und Ableitkontaktenin diagnostischen Modulen im System der Firma Nanogen, San DiegoUSA, (siehe die Anmeldungen US 2004/038420 A1 und WO 98/24544 A1).Hier werden Ableitkontakte an allen Seiten eines elektrischen Sensorchipsmit Bonddrähtenkontaktiert, während dieElektroden des Chips in einer Durchflußkammer angeordnet sind. Nachteildieser Einrichtung sind vergleichsweise hohe Fertigungskosten.
    [0007] Inder bereits erwähnten DE 101 11 458 A1 findetsich ein anhand einer 6 beschriebener Vorschlag,der von den übrigendort genannten Ausführungsformendadurch abweicht, dass weder die Fluidkanäle noch die elektrischen Verbindungen durchdas den Chip oder Sensor tragende Substrat geführt werden. Eine Durchflusskammerwird statt dessen dadurch gebildet, dass ein Oberteil derart auf dasden Sensor enthaltende Substrat aufgesetzt wird, dass oberhalb desSensors eine Kammer entsteht. Zufluss- und Abflusskanäle im Oberteilermöglichenden Durchfluss von Flüssigkeitdurch diese Kammer, die seitlich neben dem Chip durch Dichtringegegen ungewünschtesAustreten von Flüssigkeit gesichertist. Auch hier erfolgt eine elektrische Ableitung vomk Chip zumTräger,und zwar seitlich neben dem Chip. Der Chip liegt auf einem Träger im Kartenkörper undist durch klassische Hilfsmittel der Flip-Chip-Technologie in denKartenkörpereingepasst. Dazu gehörenein PI-Ring, ein Underfill und ein sog. Bump. Die elektrische Ableitungvom Chip erfolgt überleitfähigeKomponenten, die zwischen dem Bump und einer dem Dichtring des OberteilsgegenüberliegendenIsolierung hindurch und dann zur Oberfläche des Substrats geführt werden,wobei sie auf Trägermateralaufliegen und durch weitere Komponenten gestützt werden. Dort kommen siemit sogenannten Kontaktköpfendes Oberteils in Berührung,die mit federnd aufsetzbaren elektrischen Kontakten versehen sind.Zwar ist in dieser Ausgestaltung die Fertigung des Substrats wesentlichunaufwendiger; statt dessen sind jedoch komplexe Bauteile und Maßnahmennotwendig, um die fest installierte elektrische Ableitung vom Sensoroder Chip zu den Kontaktköpfenzu realisieren.
    [0008] Diebisher vorgeschlagenen chemisch-biochemische Analysesysteme mitelektrochemischen Sensoren sind aufgrund der vorstehend erläuterten Baustrukturenbei den zu erwartenden, fürdie Si-Technologierelativ geringen Stückzahlennur unter vergleichsweise hohen Fertigungskosten zu realisieren.Sie sind im allgemeinen zu teuer, um als Einzelanalysen-Komponentenoder gar Einwegmaterialien eingesetzt zu werden.
    [0009] Aufgabeder Erfindung ist es, einen elektrochemischen Sensor für die Detektionvon Inhaltsstoffen von Flüssigkeitenbereitzustellen, der wesentlich kostengünstiger herzustellen ist alsbisherige Sensoren. Seine elektrischen Zu- und Ableitkontakte sollen dabeileicht lösbarsein, um ihn leicht handhaben und ggf. auch als Einmalkomponentein einem Analysesystem einsetzen zu können. Aufgabe der Erfindung istes weiterhin, eine Detektionseinheit bereitzustellen, die so ausgestaltetist, dass sie zusammen mit dem genannten Sensor Inhaltsstoffe vonFlüssigkeitenelektrochemisch detektieren kann.
    [0010] DieAufgabe wird durch die Bereitstellung eines Sensors gelöst, derInhaltsstoffe von Flüssigkeitenmit Hilfe eines Elektroden-Sensorarraysdetektieren kann und der ein Trägerelementund ein darauf angeordnetes, planares oder im wesentlichen planaresSensorelement umfasst, auf dessen Oberfläche sich das Sensor-Array befindet. DieElektroden des Sensor-Arrays sind über elektrisch leitende Verbindungenmit ebenfalls auf der Oberflächedes Sensorelements befindlichen Ableitflächen verbunden, aber ansonstenohne elektrische Verbindung zum Trägerelement. Das Sensorelementkann in üblicher Silizium-oder Glastechnologie hergestellt sein. Gegebenenfalls können auchKunststoffe Trägermetallischer Dünnfilmefür Elektroden,Verbindungen und Ableitflächensein und daher als Materialien fürdas Sensorelement eingesetzt werden. Günstig ist es, ein Silizium-Chipzu verwenden. Das Trägerelement kannein billiger, unstrukturierter und kontaktloser Träger sein.
    [0011] Vorzugsweisebilden dünne,elektrisch leitende Metallschichten auf dem Sensorelement sowohldie Elektroden als auch die Ableitflächen. Sie können in Dünnschichttechnologie gefertigtsein, z.B. eingelegt in die Chipfläche oder aufgesputtert oder aufgedampft.Auch die elektrisch leitenden Verbindungen oder Kontakte können indieser Technologie hergestellt sein. Dabei können alle drei für die ElektrikbenötigtenTeile integral gefertigt werden. Sie befinden sich dann in der Regelauf einer horizontalen Ebene.
    [0012] Dieelektrische Verbindung zwischen Elektrode und Ableitfläche kannfrei auf der Oberfläche desSensorelements liegen. Vorteilhaft ist es jedoch, sie gegen dieOberflächedes Sensorelements zu isolieren. Dies kann beispielsweise durchAufbringen eines anorganischen, anorganisch-organischen oder organischenisolierenden Materials, z.B. von Siliziumoxid oder einem Silicium-Oxynitridoder einem Kunststoff wie z.B. einem Lack, erfolgen. Stattdessen kanndie elektrisch leitende Verbindung zwischen Elektroden und Ableitflächen inhalbleiterüblicher Technologiez.B. überCMOS-Schaltungen hergestellt werden. Dabei erfolgt die elektrischeVerbindung von den Elektroden in das Siliziummaterial hinein durcheine isolierende Zwischenschicht zu chipüblichen Strukturen wie z.B.Transistorschaltungen in CMOS-Technologie, die z.B. als aktive Meßschaltungenfür jedeArrayelektrode arbeiten können.Von diesen integrierten Strukturen wird wieder eine elektrischeDurchführungan die Oberflächezu den Ableitflächeneingerichtet. Die fluidische und die elektrische Ankopplung istdamit fürbeide Sensortypen identisch.
    [0013] Inbeispielhaften Ausgestaltungen, z.B. wenn klassische Si-Dünnfilmtechnologie für seine Herstellungeingesetzt wird, kann das Sensorelement Abmessungen im Bereich vonetwa 3 × 3mm bis 10 × 10mm aufweisen. Davon werden üblicherweiseca. 1 x 3 mm fürdas Elektrodenareal (Elektrodenarray) verwendet. Die Form der metallischenAbleitflächenkann beliebig gewähltwerden; sie können z.B.kreisförmigoder rechteckig sein. Ihre Dimensionen liegen üblicherweise im Bereich vonca. 0,1 mm2 bis 2mm2,vorzugsweise bis 1mm2. Es soll aber betontwerden, dass dies alles nur Beispiele sind; die Größe des Sensorsund seiner Bestandteile kann natürlichentsprechend der vorgesehenen Verwendungsart frei gewählt werden.
    [0014] DieAnzahl der im Sensor-Array vorhandenen Elektroden kann entsprechenddem vorgesehenen Zweck frei gewähltwerden. Günstigist es, mehrere gleichsinnige Elektroden vorzusehen, um mehrereUntersuchungen (sei es zur Detektion verschiedener Substanzen, seies zur Untersuchung verschiedener Proben auf dieselbe Substanz)gleichzeitig bzw. parallel vornehmen zu können. Die für elektrochemische Sensoren üblichenHilfselektroden, z.B. Gegen- und/oder Referenzelektroden, können ebenfallsauf den Sensoren angeordnet werden.
    [0015] DerSensor kann mit einer Abdeckung kombiniert werden, mit der zusammener eine Detektionseinheit bildet, die in Verbindung mit einem Analysengerät als DetektionsvorrichtungInhaltsstoffe von Flüssigkeiten,insbesondere von solchen biologischer Herkunft, detektieren kann.
    [0016] DieAbdeckung ist so ausgestaltet, dass sie zusammen mit dem Sensoreinen oder ggf. mehrere Hohlräume über demTeil der Oberflächedes Sensorelements bildet, auf dem sich die Fläche oder zumindest eine Teilfläche eineroder mehrerer Elektroden (letzterer Fall z.B. für die Untersuchung eines Fluids aufmehrere Inhaltsstoffe) befindet. Mindestens ein Flüssigkeitskanalin der Abdeckung schafft eine Flüssigkeitsverbindungvon mindestens einem der Hohlräumedurch die Abdeckung hindurch. Dieser Flüssigkeitskanal kann mit Vorrichtungenzum Zuführen undAbsaugen von Flüssigkeitenin den jeweiligen Hohlraum verbunden werden oder kann mit einem Septumverschlossen sein, das sich mit einer Hohlnadel durchstechen lässt, umFlüssigkeiteinzuführen oderabzuziehen. Alternativ könnenzwei Flüssigkeitsverbindungenpro Hohlraum vorgesehen sein, von denen eine als Zufluss und eineals Abfluss fungiert. Der Sensor kann mit der Abdeckung zusammendann als Durchfluss-Messzellegenutzt werden.
    [0017] Alternativoder zusätzlichkann auch ein größerer Hohlraumin der Abdeckung als Sammelgefäß für nichtmehr benötigteMeß- und/oder Probenflüssigkeitenausgebildet sein und ggf. mit Druck-Ausgleichsöffnungen nach außen versehenwerden.
    [0018] Ineiner anderen Ausbildung könnenHohlräumeund Kanälewahlweise auch in dem Sensorträgermit Verbindung zu Hohlräumenund oder Kanälen inder Abdeckung angeordnet werden.
    [0019] Aufdem Sensor selbst ist in der Regel nur das Elektrodenareal (Sensor-Array)für denKontakt mit Flüssigkeitvorgesehen. Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden undden Ableitflächen solltedagegen davon freigehalten werden. Entweder auf dem Sensor und/oderauf der Abdeckung sind deshalb in bevorzugter Weise Dichtungselemente vorgesehen.Insbesondere dann, wenn der Sensor als Einwegmaterial, die Abdeckungaber wiederholt verwendet werden sollen, ist es wünschenswert,den Sensor von allen nicht unbedingt notwendigen Komponenten freizuhaltenund diese ggf. in die Abdeckung zu integrieren. Deshalb ist es bevorzugt,dass die Dichtungselemente an der Abdeckung angebracht sind. Eskann sich dabei beispielsweise um O-Ringe oder Dichtfolien handeln.In ganz bevorzugter, aber nicht zwingender Weise sind der Hohlraum unddie Dichtungselemente so gestaltet, dass die Flüssigkeit nur die Elekrodenoberfläche berührten kann,aber keine sonstigen Sensorelement-Oberflächen. Die Dichtungselementesetzen dann bevorzugt auf den Randbereichen der Elektrodenflächen oder dichtdaneben auf.
    [0020] DieAbdeckung weist außerdemelektrische Kontaktelemente zur Herstellung lösbarer elektrischer Verbindungenauf, die mechanisch auf die Ableitflächen des Sensors aufgesetztwerden können. Über dieseelektrischen Kontaktelemente könnendie Elektroden auf der Oberflächedes Sensorelements von außen abgefühlt werden.Die Zahl der Kontaktelemente entspricht in der Regel der Zahl derAbleitflächenund damit der Elektroden.
    [0021] DieAbdeckung sollte so ausgestaltet sein, dass ihre Verbindung mitdem Sensor wieder gelöst werdenkann. Zu diesem Zweck kann sie beispielsweise eine Klapp-, Hebel-oder Klickvorrichtung umfassen, mit der sie mit dem Sensor verbundenund von ihm getrennt werden kann. Diese kann mit dem Träger verbundensein oder integraler Bestandteil des Trägers sein. Alternativ wirdsie ausschließlich durchDruckkräfteauf dem Sensor gehalten.
    [0022] Dieelektrischen Kontaktelemente bestehen im einfachsten Fall aus einemMetallstift, der mechanisch auf die Kontaktfläche gedrückt wird und der reversibelbeliebig oft wieder gelöstwerden kann. Dadurch wird die sonst übliche fest installierte Kontaktierungz.B. Bondung der metallischen Ableitflächen auf den Chips zu Leiterbahnenauf Chipträgernbzw. Substraten überflüssig. Vorteilhaftist auch die Verwendung von gefederten Nadelkontakten, die in verschiedenenAusführungenz.B. mit Durchmessern von 0,8mm erhältlich sind, als Kontaktelement.Ebenso könneneinfache Federkontakte, wie sie in Miniatursteckern Verwendung finden,zur direkten elektrischen Kontaktierung angewendet werden.
    [0023] Ineiner besonderen Ausgestaltung der Erfindung finden folienartigeelektrisch leitende Kunststoffe oder auch elastische Kunststoffemit metallisch leitenden Strukturen als reversible MikrokontakteVerwendung.
    [0024] Inallen diesen Fällenkönnendie Kontaktelemente gegebenenfalls zusammen oder in Gruppen voneinem isolierenden Halter gehalten werden.
    [0025] AufWunsch könnendie elektrischen Kontaktelemente oder ein Teil oder eine Gruppedavon auch zusammen mit dem bzw. den Flüssigkeitskanälen derlösbarenAbdeckung in einer gemeinsamen mechanischen Halterung angeordnetsein.
    [0026] Ineiner alternativen grundlegenden Ausgestaltung der Erfindung istein Abdeckungselement bereits Bestandteil des Sensors und mit diesemfest verbunden. Es bildet mit einer entsprechenden Oberfläche desSensorelements einen Hohlraum, in dem sich die Fläche odereine Teilflächemindestens einer der Elektroden, aber keine Ableitfläche befindet.Der Hohlraum kommuniziert mit einer Befüllungsöffnung für Flüssigkeiten. Bezüglich derZahl und Anordnung des oder der Hohlräume und des darunter liegenden Elektrodenarealsgilt das gleiche, was oben fürden bzw. die Hohlräumeaus Sensor und lösbarerAbdeckung gesagt wurde. In vergleichbarer Weise kann auch zusätzlich eineFlüssigkeits-Ableitung im Abdeckungselementvorgesehen sein, um die Kombination aus Sensor und fest installiertemAbdeckungselement nach Art einer Durchflusszelle betreiben zu können.
    [0027] DasAbdeckungselement ist auf dem Trägerelementund/oder auf dem Sensorelement befestigt, beispielsweise durch Klebeverbindungenoder Heißsiegelnoder elastische Dichtungen. Durch diese Befestigung ist insbesondereder Hohlraum überden Elektroden gegen die restliche Sensorfläche abgedichtet und sind somitdie elektrischen Ableitflächen vorKurzschlüssengeschützt.Im Bereich der Ableitfläche(n)weist das Abdeckungselement eine Aussparung auf, so dass die Ableitflächen vonoben offen zugänglichsind.
    [0028] Nachteildieser Ausgestaltung ist, dass der Aufwand zur Herstellung des Sensorshöher ist,indem ein zusätzlichesTeil, z.B. in konventioneller Spritzguss-Technologie gefertigt undmontiert werden muss. Sie besitzt aber besondere Vorteile. So können innerhalbdes Abdeckungselements Strukturen vorgesehen sein, die die Anzahlder erforderlichen Arbeitsschritte für die Detektion senkt und das Vorhaltenvon standardisierten Messlösungen und/oderdie jeweils frische Herstellung wenig stabiler Lösungen überflüssig macht. So kann zwischen deroder einigen oder jeder Befüllungsöffnung und demHohlraum ein Befüllungskanalvorgesehen sein, der Vorratsnischen zur Aufnahme von Vorratsreagenzienaufweisen kann.
    [0029] DieVorratsreagenzien könnenflüssigsein. Alternativ sind sie, fest und können beim Befüllungsvorgangaufgelöstund in den Hohlraum überden Elektroden transportiert werden. Hier oder vorher können chemischeoder biochemische Reaktionen, die für den analytischen Vorgang,z.B. ein biochemisches Assay, notwendig sind, stattfinden. Optional sindBefüllungsöffnungen,Befüllungskanäle und Hohlräume für flüssige und/oderfeste Reagenzien mehrfach in der Abdeckung vorhanden.
    [0030] DieBereitstellung von baugleichen Sensoren mit verschiedenen Reagenzienim Einwegelement ermöglichtdie kosteneffektive Bestimmung verschiedener Zielsubstanzen, wiesie vor allem in der biochemischen Analytik mit ihrer großen Zahlvon molekularen Alternativen und Affinitätsbindungen gefordert ist.
    [0031] DieHohlräumekönnentypischer Weise z.B. Volumina zwischen 1 – 100μl haben, während die Befüllungskanäle in derRegel Durchmesser zwischen 0,1 – 0,5mmhaben. Probenvolumina und Flüssigkeitsportionensind auf diese Dimensionen bezogen typischerweise 1 – 500μl groß. Die übrigen Dimensionen entsprechenden Werten, die fürdie oben beschriebene Kombination von Sensor und lösbarer Abdeckungangegeben sind.
    [0032] Wenndie Vorratsreagenzien flüssigsind, könnenGase zu ihrem Transport verwendet werden. Alternativ kann eine elastischeMembran in der Abdeckung überdem oder den Hohlräumenangebracht sein, die füreinen hydraulischen Transport von in den Vorratsnischen gelagertenFlüssigkeitenverwendet werden kann. Wenn die Vorratsreagenzien fest sind, können siebeim Befüllender Kanäleaufgelöstwerden. Vor allem fürderartige Fälleist die erwähntealternative grundlegende Ausgestaltung mit Flüssigkeits-Ableitung für den Hohlraum über einer/mehreren/allenElektroden bzw. Teilbereichen dieser Elektroden , aber ggf. auchanderen, zusätzlichenHohlräumenbzw. Kanälengünstig,um so in einfacher Weise Reaktions-, Spül- und Messschritte vornehmen zu können.
    [0033] Wirdein Sensor gemäß der alternativenAusgestaltung der Erfindung eingesetzt, ist das einzig zwingenderforderliche zusätzlicheElement fürdie gesamte Detektionseinheit im obigen Sinne ein elektrisches Kontaktelementpro Ableitflächedes Sensors, das mechanisch auf diese aufgesetzt werden kann. DieFlüssigkeitszu-und Abführungmuss nicht im selben Element untergebracht sein, das dieses) Kontaktelement(e) hält.Es ist aber möglich,einen Trägerhierfürvorzusehen, der außerdemdie entsprechende Anzahl von Durchflusskanälen aufweist, die für die Versorgungdes bzw. der die Messzelle(n) bildenden Hohlraums/Hohlräume notwendigsind. Diese Durchflusskanälesind in bevorzugter Weise mit Dichtungselementen versehen, um z.B.beim Zusammendrückender genannten Teile eine lösbare, aberdichte Verbindung zwischen Durchflusskanal und Befüllungsöffnung zugewährleisten.Alternativ könnensie beispielsweise als Schlauch ausgestaltet sein, der auf die Befüllungsöffnung derAbdeckung aufgesteckt werden kann oder umgekehrt.
    [0034] Auchbei dieser Ausgestaltung der Erfindung können die oben angeführten optionalenAusführungenrealisiert sein, z.B. eine oder mehrere Halterungen für die elektrischenKontaktelemente und/oder den/die Durchflusskanäle, das Vorsehen einer Klapp-,Hebel- oder Klickvorrichtung oder dergleichen.
    [0035] DiebeigefügtenFiguren zeigen beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung, wobei
    [0036] 1:den Schnitt durch ein Sensor-Array mit mechanischem Element zurHerstellung lösbarer elektrischerKontakte in Kombination mit einer lösbaren Abdeckung zur Befüllung mitFlüssigkeitenzeigt,
    [0037] 2:die Draufsicht auf ein Sensor-Array auf einem Trägerelement und ein zugehöriges mechanischesElement zur gleichzeitigen Herstellung elektrischer Kontakte nebeneiner Abdeckung zur Befüllungmit Flüssigkeitenzeigt, und
    [0038] 3:den Schnitt durch ein Sensor-Array mit einer fest fixierten Abdeckungund ein zugehörigesmechanisches Element zur gleichzeitigen Herstellung elektrischerKontakte neben der Befüllung mitFlüssigkeitenzeigt.
    [0039] Mitder erfindungsgemäßen Kombination ausSensor und Abdeckung lässtsich ein System schaffen, das insbesondere den raschen Austausch dervor allem in der biochemischen Analytik als Einwegelemente benötigten elektrochemischenSensor-Arrays ermöglicht.Durch Herstellung lösbarer elektrischerVerbindungen direkt auf dem Sensorelement selbst können bishernotwendige fest installierte elektrische Verbindungen zwischen demSensorelement und dem Träger,wie man es von Si-Chips auf Leiterkarten oder anderen Leiterbahnen,z.B. in Form von Bondverbindungen, kennt, entfallen und damit erheblichertechnologischer Aufwand eingespart werden, wobei gleichzeitig auchdie Realisierung der Zu- und Ableitung zu bzw. von den Elektrodenextrem einfach gestaltet ist. Erfindungsgemäß lässt sich ein Sensorelementin einfacher Dünnfilm-Chiptechnik realisieren, was außerden besonders geeigneten Si-Chips auch die Verwendung einfacherund kostengünstigerMaterialien (z.B. Glas, Keramik, Kunststoff, Papier, Pappe, Leiterkarten,flexible Gewebe enthaltende Trägeru.a.) anstelle bisher benutzter aufwendiger Leiterkarten oder Leiterbahnenauf sogenanntem Flextape oder Scheckkarten-Technologie ermöglicht.
    [0040] DasProblem aller elektrochemischen Sensorelemente ist, einen Flüssigkeitstransportfür die Probenzufuhrgleichzeitig in engster Nachbarschaft zu elektrischen Kontaktenund auf einem vergleichsweise kleinen Si-Chip realisieren zu müssen. Eine Lösung beiderProbleme wird erfindungsgemäß durchabgedichtete Abdeckungen überaktiven Teilen des Sensorarrays in Kombination mit einer reversiblenelektrischen Kontaktierung direkt auf der Sensorfläche selbstbewirkt.
    [0041] Beider Erfindung wird mit Hilfe der Abdeckung ein Hohlraum über denelektrochemischen aktiven Chipelementen, den elektrochemische Sensoren,realisiert, der als Messzelle dient. Mittels Abdichtung an geeigneterStelle wird die Flüssigkeits- und Probenzufuhrnur auf die sensorischen Elemente begrenzt, während die zum Zweck der Kontaktierungoffenen elektrischen Kontaktflächendes Chips geschütztsind. Dies wird entweder durch die mit einer Abdichtung verseheneAbdeckung selbst oder eine dichtende Klebung der Abdeckung und einmit Abdichtungen versehenes zusätzlichesElement zur Flüssigkeitszufuhrermöglicht.Durch Aussparungen in dieser Abdeckung wird eine direkte elektrische Kontaktierungder elektrischen Ableitflächenauf dem Sensor-Array mittels mechanischer Elemente ermöglicht.
    [0042] Eineweitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeitder Erfindung ist die oben beschriebene Ausbildung weiterer Hohlräume in derAbdeckung, die mittels Kanälenverbunden sind. Dabei könnendie Hohlräumezur Aufnahme von festen und / oder flüssigen Reagenzien benutzt werden. Über eineoder mehrere Öffnungenin der Abdeckung wird die Flüssigkeitszufuhrgenutzt, um Reagenzien aufzulösen undin der Abdeckung zum elektrochemischen Sensor-Array zu transportieren und auf dieseWeise chemische oder biochemische Reaktionen zu steuern. Die Öffnungenkönnenauch mit einem Septum bedeckt sein, das mit einer Hohlnadel zumEinbringen von Flüssigkeitenund Proben durchstochen wird.
    [0043] Eineandere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeitder Erfindung ist die Nutzung der Abdeckung zum pneumatischen Transportvon Flüssigkeiten. Dazuwerden bevorratete Flüssigkeitenund/oder Reagenzien in der Abdeckung durch Einbringen von Gasenin die Einfüllöffnung imHohlraum- und Kanalsystem der Abdeckung transportiert.
    [0044] Eineweitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeitder Erfindung ist die Nutzung der Abdeckung zum hydraulischen Transportvon Flüssigkeiten. Dazuwird ein größerer Hohlraumin der verschlossenen Abdeckung mit einer elastischen Membran bedeckt.Durch mechanischen Druck von außenauf diese Membran werden in diesem Hohlraum bevorratete Flüssigkeitenund/oder Reagenzien überentsprechende Kanälebzw. Hohlräumein der Abdeckung transportiert. Dabei werden ggf. Öffnungen durchdie Abdeckung zum Druckausgleich im fluidischen System angebracht.In den Ausgestaltungen mit Abdeckungen können verbrauchte und nichtweiter benötigteFlüssigkeiten,z.B. nach Wasch- und Rektionsschritten im Durchfluss wieder entnommen oderin der Abdeckung selbst aufbewahrt werden. Dazu können inder Abdeckung spezielle Hohlräume ausgebildetund überKanälebefüllbarals Abfallreservoir genutzt werden.
    [0045] Durchdie Erfindung wird das Problem reversibler elektrischer Kontaktierungohne Bondung gelöst.Mittels verschiedener Arten von Nadel- oder Federkontakten, wiesie üblicherweisefür Prüfzwecke inder Halbleitetechnologie verwendet werden, werden die Ableitflächen aufdem Chip direkt und reversibel kontaktiert. Die Lage und Größe dieserAbleitflächenauf dem Chip und ihr Abstand zur Abdeckung mit den Flüssigkeitenkann durch das Chipdesign angepasst werden. Die Kontakte werdenden Arrays entsprechend einzeln oder in Gruppen verwendet und sindisoliert mechanisch miteinander verbunden.
    [0046] Dieerfindungsgemäße Kombinationvon fluidischer und elektrischer Chip-Ankopplung erlaubt einen einfachenWechsel von elektrochemischen Sensor-Arrays und macht ihre Nutzungals Einwegsensoren, auch Disposibles genannt, möglich.
    [0047] WeitereEinzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgendenBeschreibung von Ausführungsbeispielenanhand der beigefügtenFiguren.
    [0048] In 1 istein Sensor-Array mit mechanischem Element zur Herstellung lösbarer elektrischer Verbindungenund einer lösbarenAbdeckung zur Befüllungmit Flüssigkeitenschematisch im Schnitt dargestellt. Das Sensor-Array besteht ausdem eigentlichen planaren Sensorchip 1 in Si- oder Glastechnologiemit Dünnfilmelektroden 2 alselektrochemischen Sensoren auf der Oberfläche sowie metallischen Ableitflächen 3 ebenfallsin Dünschichttechnologie,wobei 2 und 3 durch eine elektrisch leitende Verbindung 4 miteinanderin Kontakt stehen.
    [0049] Mit 5 istein mechanisch bewegliches, elektrisches Kontaktelement zur Herstellunglösbarerelektrischer Verbindungen bezeichnet. Wesentlich ist erfindungsgemäß die Kombinationdieser lösbaren elektrischenKontakte auf dem Chip selbst mit einer gleichzeitigen Ankopplungvon fluidischen Elementen. Die fluidische Ankopplung zu den alssensorische Elemente wirkenden Elektroden 2 wird in dieser Ausführung durchdie Abdeckung 6 erreicht, die über einen Befüllungskanal 7 miteinem Hohlraum 8 über verbundenist.
    [0050] DerSchutz der elektrischen Kontakte vor Flüssigkeit wird durch Anpressendes Dichtungselementes 9 an den Chip realisiert. Das Dichtungselement 9 kannz.B. ein O-Ring oder eine Dichtungsfolie sein.
    [0051] Dasmechanische elektrische Kontaktelementes 5 wird mit demfluidischen Element, bestehend aus den Teilen 6 – 9,mechanisch durch einen Träger 11 miteinanderverbunden. 11 kann Teil einer einfachen Klapp- oder Hebel-oder Klickvorrichtung sein. Durch die Kopplung elektrischer undfluidischer Kontaktierung und die einfache Lösbarkeit vom Sensor-Array isteine handhabungsfreundliche Auswechslung des Einwegchips zu realisieren.Die kosteneffektive erfindungsgemäße Anwendungslösung benötigt alsEinwegteil nun nur noch einen billigen Träger, z.B. einen Polymerträger miteinem aufgeklebten Si-Chip. Die bisher benötigten teuren Leiterplattenund aufwendigen Bondprozesse zur elektrischen Chipkontaktierungkönnenentfallen. Dies ist besonders von Vorteil für die Si-Chips in billiger Dünnfilmtechnologie, wo selbsteine Vergrößerung derbenötigtenChipflächezur Anpassung an die vorgeschlagene Lösung nur einen Bruchteil dereingesparten Material- und Montagekosten ausmacht.
    [0052] In 2 istdie Draufsicht auf das Sensor-Array 1 in Si- oder Glastechnologiemit mehreren Dünnfilmelektroden 2,mit mehreren metallischen Ableitflächen 3 und den zugehörigen elektrischleitenden Verbindungen 4 auf einem Chip-Träger 10 dargestellt. DerChip-Träger 10 istvorteilhaft aus Polymeren, organischen Kuststoffen, Glas oder auchPappe gefertigt, ohne dass besondere Strukturen oder Vorkehrungennötig sind.Die der Anordnung der Ableitflächenentsprechenden mechanischen Kontaktelemente 5 dienen indiesem Fall der Herstellung und Lösung mehrerer paralleler elektrischerVerbindungen. Sie sind im Träger 11,der aus z.B. Polymer oder Metall bestehen kann, isoliert voneinanderbefestigt. Unter dem Träger 11 istdie Abdeckung 6 montiert, die eine Aussparung 8 zurBildung des Hohlraums aufweist. Der entstehende Hohlraum 8 wirdmit der Dichtung 9, die wiederum im einfachsten Fall ein O-Ringist, auf dem Sensor-Array 1 angepresst und somit abgedichtet.Die Flüssigkeitszufuhrzum Hohlraum 8 erfolgt überden Befüllungskanal 7a.Mit Hilfe des Befüllungskanal 7b kanndie Flüssigkeitwieder entnommen und dadurch die Funktion einer konventionellenDurchflußzellerealisiert werden.
    [0053] DieHohlräumehaben typische Volumina zwischen 1 – 100μl, während die Befüllungskanäle, z.B.als Stahlröhrchenausgeführtund im Träger 11 befestigt,in der Regel Durchmesser zwischen 0,1 – 1mm haben. Probenvoluminaund Flüssigkeitsportionensind auf diese Dimensionen bezogen typischerweise 1 – 500μl groß.
    [0054] Eineandere Ausgestaltung ist in 3 als Schnittdargestellt. Ein Sensor-Array 1 , das wie in 1 und 2 ausgeführt ist,wird auf dem Chip-Träger 10 z.B.mittels Klebung befestigt. Zusätzlichwird die Abdeckung 6 mittels Klebung 15 ebenfallsfest auf dem Chip-Träger 10 fixiert.Hier wird die Befüllungdes Hohlraums 8 überden Elektroden 2 mit Flüssigkeiten über eineBefüllungsöffnung 12 undeinen Befüllungskanal 13 undrealisiert. Auf dem Verlauf des Befüllungskanals 12 istein Hohlraum 14 angeordnet, der feste oder flüssige Reagenzienenthält.Die festen Reagenzien werden beim Befüllungsvorgang aufgelöst und inden Hohlraum über denElektroden transportiert. Hier oder vorher können chemische oder biochemischeReaktionen, die fürden analytischen Vorgang, z.B. ein biochemisches Assay, notwendigsind, stattfinden. Optional sind Befüllungsöffnungen 12, Befüllungskanäle 13 undHohlräumemit festen Reagenzien 14 mehrfach in der Abdeckung vorhanden.Zur Befüllungund Herstellung einer lösbarenfluidischen Ankopplung ist das Befüllungselement 16 vorgesehen,das mittels Abdichtungen 17 auf die Befüllungsöffnungen 12 angepresstwird. 16 kann ein Schlauch oder ein metallisches Röhrchen sein.
    [0055] DieHerstellung lösbarerelektrischer Verbindungen wird mit analogen mechanischen Elementen 5 erreicht,die den in 1 und 2 dargestellten Elementenvergleichbar sind. Wesentlich bei dieser Ausführung ist, dass in der Abdeckung 6 Öffnungen ausgespartbleiben, die den ungehinderten Zugang der mechanischen Elemente 5 zuden metallischen Ableitflächen 3 aufdem Sensor-Array 1 ermöglichen.
    [0056] DieHohlräumehaben typische Volumina zwischen 1 – 100μl, während die Befüllungskanäle in derRegel Durchmesser zwischen 0,1 – 0,5mmhaben. Probenvolumina und Flüssigkeitsportionensind auf diese Dimensionen bezogen typischerweise 1 – 500μl groß. Die übrigen Materialienund Dimensionen entsprechen den Werten, die für 1 und 2 genanntsind.
    [0057] Auchbei dieser Ausbildung wird die gleichzeitige und kombinierte Ankopplungvon Befüllungselementenund die Herstellung lösbarerelektrischer Verbindungen erfindungsgemäß dadurch realisiert, dassdas Befüllungselement 16 unddas Kontaktelement 5 zur Herstellung lösbarer elektrischer Verbindungenmechanisch fest miteinander verbunden werden. Dazu wird der Träger 11 z.B.als klappenförmigerDeckel oder hebelartige Vorrichtung ausgestaltet.
    [0058] Esist somit eine Einrichtung geschaffen, die die kosteneffektive Ausgestaltungund die einfache Handhabung elektrochemischer Sensor-Arrays als Einmalartikelin der chemischen und der biochemischen Analytik ermöglicht.Dadurch ist insbesondere die dezentrale Anwendung dieser Sensorenund ihr Einsatz in der vor Ort Analytik auch durch wenig ausgebildetesBedienpersonal möglich.
    权利要求:
    Claims (31)
    [1] Sensor fürdie Detektion von Inhaltsstoffen von Flüssigkeiten, umfassend – ein Trägerelement(10), – einSensorelement (1) auf dem Trägerelement (10), – ein Sensorarray,das auf der Oberflächedes Sensorelements angeordnet ist und eine oder mehrere Elektroden(2) umfasst, die jeweils in elektrischem Kontakt (4)mit zugehörigen,ebenfalls auf der Oberflächedes Sensorelements (1) befindlichen Ableitflächen (3)stehen, aber im übrigenmit dem Trägerelement(10) elektrisch nicht in Verbindung stehen.
    [2] Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdas Sensorelement (1) aus Silizium oder Glas oder Kunststoffmaterialbesteht.
    [3] Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die elektrischen Kontakte (4) zwischen den Elektroden(2) und den Ableitflächen(3) in derselben horizontalen Ebene wie diese auf der Oberfläche desSensorelements (1) realisiert sind.
    [4] Sensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Elektroden (2) und die Ableitflächen (3)in die Sensorelement-Oberflächeeingelegt oder als dünneMetallschicht darauf abgeschieden sind.
    [5] Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dassauch die elektrischen Kontakte (4) zwischen Elektroden(2) und Ableitflächen(3) in die Sensorelement-Oberfläche eingelegt bzw. als dünne Metallschichtdarauf abgeschieden sind, derart, dass alle genannten Strukturen(2, 3, 4) gemeinsam oder in Folge undintegral hergestellt sind.
    [6] Sensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die elektrischen Kontakte (4) zwischenden Elektroden (2) und den Ableitflächen (3) durch einisolierendes Material zur Oberflächedes Sensorelements (1) hin abgedeckt sind.
    [7] Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassdie Isolierung als dünneSchicht auf den elektrischen Kontakten (4) realisiert ist.
    [8] Sensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,dass das isolierende Material zur Oberfläche des Sensorelements (1)hin ein anorganisches Oxid wie SiO2 oderein Nitrid oder ein Oxynitrid wie Silizium-oxynitrid ist oder dasses ein organisches oder anorganisch-organisches Kunststoffmaterialist.
    [9] Sensor nach Anspruch 1, wobei die elektrischen Kontakte(4) als integrierte Schaltungen im Sensorelement eingebettetsind.
    [10] Sensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend: – ein mitdem Sensor fest verbundenes Abdeckungselement (6), dasmindestens eine Befüllungsöffnung (12)aufweist und mindestens einen Hohlraum (8) über einerOberflächedes Sensorelements (1) bildet, auf der sich die Fläche odereine Teilflächemindestens einer der Elektroden (2), aber keine Ableitfläche (3)befindet.
    [11] Sensor nach Anspruch 10, wobei der Hohlraum (8)durch Dichtungselemente (15) gegen die anderen Teile desSensors abgedichtet ist.
    [12] Sensor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,dass das Abdeckungselement (6) auf dem Trägerelement(10) und/oder auf dem Sensorelement (1) befestigtist, insbesondere durch Klebeverbindungen, und im Bereich der Ableitflächen (3) eineAussparung aufweist, so dass die Ableitflächen (3) offen liegen.
    [13] Sensor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass jede Befüllungsöffnung (12) über einenFlüssigkeitskanal(13) mit dem Hohlraum (8) in Verbindung steht,wobei der oder ein oder jeder Flüssigkeitskanal(13) optional mit einer oder mehreren Vorratsnischen (14)zur Aufnahme von Vorratsreagenzien ausgestattet ist.
    [14] Sensor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, worin das Abdeckungselementmindestens einen Zuflusskanal (12, 13) und mindestenseinen Abflusskanal aufweist.
    [15] Detektionseinheit für die Detektion von Inhaltsstoffenvon Flüssigkeiten,umfassend einen Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie – eine lösbare Abdeckung,die mindestens einen Flüssigkeitskanal(7) fürdie Zuleitung sowie mindestens ein Kontaktelement (5) aufweistund beim Verbinden von Sensor und Abdeckung zusammen mit dem Sensormindestens einen Hohlraum (8) über einer Oberfläche desSensorelements (1) bildet, auf der sich die Fläche odereine Teilflächemindestens einer der Elektroden (2), aber keine Ableitfläche (3) befindet,wobei jedes der Kontaktelemente (5) so angeordnet ist,dass es beim Verbinden von Sensor und Abdeckung in Kontakt mit einerentsprechenden Ableitflächekommt.
    [16] Detektionseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass die Kontaktelemente (5) Nadelkontakte oder Federkontaktesind oder dass die Kontaktelemente (5) als starre Kontakteausgebildet sind.
    [17] Detektionseinheit nach Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,dass die Abdeckung mindestens einen Zufluss- und mindestens einen Abflusskanal (7a, 7b)aufweist.
    [18] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 15 bis17, dadurch gekennzeichnet, dass sich entweder auf dem Sensor und/oderan der Abdeckung mindestens ein Dichtungselement (9) befindet,das, ggf. zusammen mit weiteren Dichtungselementen, eine flüssigkeitsdichteAbdichtung des Hohlraums gewährleistenkann.
    [19] Detektionseinheit nach Anspruch 18, worin das Dichtungselementein O-Ring oder eine Dichtungsfolie ist.
    [20] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 15 bis19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung einen Träger umfasst,durch den der oder die Flüssigkeitskanäle (7, 7a, 7b)hindurch treten und der die übrigengenannten Komponenten hält.
    [21] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 15 bis20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung eine Klapp-, Hebel-oder Klickvorrichtung umfasst, mit der sie mit dem Sensor verbundenund von ihm getrennt werden kann.
    [22] Detektionseinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,dass die Klapp-, Hebel- oder Klickvorrichtung mit dem Träger (11)verbunden ist.
    [23] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 20 oder22, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger der Abdeckung eine Aussparung(8) aufweist, die Teil des Hohlraums (8) ist.
    [24] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 15 bis22, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung ein mindestens einAbdeckungselement (6) umfasst, durch das der oder die Flüssigkeitskanäle (7, 7a, 7b)hindurch treten und das zum Sensor hin eine Aussparung (8)aufweist, wobei die Kontaktelemente (5) beabstandet vomAbdeckungselement (6) angeordnet sind.
    [25] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 15 bis23, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Flüssigkeitskanäle (7, 7a, 7b)durch ein Septum verschlossen sind, das mit einer Hohlnadel durchstochenwerden kann.
    [26] Detektionseinheit für die Detektion von Inhaltsstoffenvon Flüssigkeiten,umfassend einen Sensor nach einem der Ansprüche 10 bis 13 sowie – mindestensein Kontaktelement (5), wobei jedes der Kontaktelemente(5) so angeordnet ist, dass es in Kontakt mit einer entsprechendenAbleitfläche(3) des Sensors kommen kann.
    [27] Detektionseinheit nach Anspruch 26, worin die Kontaktelemente(5) an einem Träger(18) befestigt sind, der weiterhin mindestens einen Durchflusskanal(16) aufweist, derart, dass beim Verbinden von Sensor undTräger(18) jedes der Kontaktelemente (5) in Kontaktmit einer entsprechenden Ableitfläche kommen kann und jeder Durchflusskanal(16) mit einem Flüssigkeitskanal(12, 13) kommuniziert.
    [28] Detektionseinheit nach Anspruch 27, worin jederDurchflusskanal (16) an seinem unteren Ende mindestensein Dichtungselement (17) für ein lösbares, dichtendes Verbindenvon Durchflusskanal (16) und Flüssigkeitskanal (12, 13)aufweist.
    [29] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 27 oder28, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) eine Klapp-,Hebel- oder Klickvorrichtung umfasst, mit der er mit dem Sensorverbunden und von ihm getrennt werden kann.
    [30] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 27 bis29, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Durchflusskanäle (16)mit einem Septum verschlossen ist, das mit einer Hohlnadel durchstochenwerden kann.
    [31] Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 26 bis30, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (5)Nadelkontakte oder Federkontakte sind oder dass die Kontaktelemente(5) als starre Kontakte ausgebildet sind.
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