Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Chiptechnologie für die Tropfen-basierte Mikrofluidik

19.02.2014
Aufgrund der signifikant unterschiedlichen Eigenschaften von Fluiden für die Tropfen-basierte Mikrofluidik werden an die dafür verwendeten mikrofluidischen Systeme hohe Anforderungen bezüglich der Oberflächeneigenschaften gestellt. Mit einer im iba neu entwickelten Chiptechnologie lassen sich diese hohen Ansprüche realisieren.

Die Herausforderungen beim breiten Einsatz von Tropfen-basierten Mikrofluid-systemen (MFS) für Multiparameter-Analysen oder für das Manipulieren von segmentierten Proben liegen in der Bereitstellung von Komponenten mit geeigneten funktionellen Oberflächen.


Abb. 1: Basisplattform für Tropfen-basierte mikrofluidische Applikationen.
iba Heiligenstadt


Abb. 2: Mikrofluidsystem auf Polycarbonat Basis mit unterschiedlichen Kanalanordnungen
iba Heiligenstadt

Diese müssen einerseits den Transport der segmentierten Proben (Kompartimente) gewährleisten, andererseits aber auch die Integration von Sensoren und Aktoren in ein solches Mikrosystem unterstützen. Die zumeist aus Polymeren gefertigten MFS als Kernkomponenten des fluidischen Systems weisen jedoch im Allgemeinen nicht die für das Manipulieren der meist wässrigen Kompartimente geeigneten Oberflächeneigenschaften auf.

Vielmehr ist es notwendig, die Oberflächen der Fluidkanäle so zu modifizieren, dass sie einen hohen Wasserkontaktwinkel aufweisen. Nur so ist beispielsweise das Generieren von wässrigen Kompartimenten in ein hydrophobes Separationsfluid möglich. Geeignete Wasserkontaktwinkel lassen sich mittels hydrophober Schichten erzeugen, wobei der Grad der Hydrophobizität und der Stabilität der Schicht die relevanten Qualitätsmerkmale darstellen.

Ein Ergebnis des vom BMWi (AiF über EFDS e.V.) geförderten Forschungsprojektes „DROPbased“ (Fkz. IGF-10/01) ist ein plasmabasiertes Beschichtungsverfahren, das ein langzeitstabiles Hydrophobisieren von Polymer-basierten mikrofluidischen Systemen ermöglicht. Die Stabilität der so erzeugten Schichten wurde anhand biologischer Applikationen mit einer ebenfalls im Rahmen des Projektes entwickelten mikrofluidischen Basisplattform nachgewiesen (s. Abb. 1).

Diese Basisplattform ermöglicht das reproduzierbare Erzeugen von Kompartimenten, deren sensitive Detektion sowie ein aktives und automatisiertes Zudosieren weiterer Fluide in die im Mikrokanal strömenden Kompartimente. Die MFS zur Separation, Detektion und Injektion (s. Abb. 2, Patent erteilt) wurden im Projekt umfassend untersucht und ermöglichen eine stabile Prozessführung.

Die im Rahmen des Projektes erzeugte Datenbasis liefert für zukünftige Projekte wichtige Informationen und ermöglicht ein problemloses Übertragen fluidischer Parameter auf das Bearbeiten neuer Fragestellungen. Aufgrund seiner Flexibilität, Langzeitstabilität und Reproduzierbarkeit ist die Technologie für Anwendungen im Life Science Bereich hervorragend geeignet.

Projektpartner waren das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik in Braunschweig(IST) und das Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. (iba) in Heilbad Heiligenstadt.

Sebastian Kaufhold | idw
Weitere Informationen:
http://www.iba-heiligenstadt.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie