Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikrofluidik und µTAS treiben LOC-Entwicklung voran

18.10.2004


Neuste Technologien im Markt für Lab-on-a-Chip: Mikrofluidik und µTAS



Dank konstanter Bemühungen in den Bereichen Mikrofluidik und µTAS (miniaturisierte Gesamtanalysesysteme) hat sich die Lab-on-a-chip (LOC)-Technologie in den letzten Jahren rasant entwickelt. Während sich Design und Funktion immer weiter verbessern, nimmt das Marktpotenzial von LOCs allmählich enorme Dimensionen an. Zu diesem Ergebnis kommt eine neue Analyse von Technical Insights, einem Unternehmensbereich der Unternehmensberatung Frost & Sullivan.



Für signifikante Veränderungen dürfte die breitflächige Einführung von LOCs vor allem im derzeit auf 25 Milliarden US-Dollar bezifferten Markt für Diagnostika sorgen, und zwar sowohl bei der zentralisierten Laboranalyse als auch bei patientennahen Tests (Point-of-care-Testing). „Konventionelle Laboranalysen sind zeitaufwendig, ermüdend und erfordern teure Geräte und hoch qualifiziertes Personal“, erläutert Katherine Austin von Technical Insights. „Dagegen sind LOC-Benchtop-Analysen um ein Vielfaches billiger und schneller.“

Präzise, flexibel und einfach zu handhaben

Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich für LOCs ist das pharmazeutische Wirkstoffscreening mit hohem Durchsatz (HTS). Die Analyse potenzieller Wirkstoffe ist ein umfangreicher automatisierter Prozess, der mehr Genauigkeit und Durchsatz erfordert, als von den standardisierten Makroskala-Instrumenten geboten werden kann. „Diese Voraussetzungen sowie die Notwendigkeit, Probenvolumina und Kosten für Reagenzien zu reduzieren, machen die Wirkstoffforschung und -entwicklung zum idealen Feld für LOCs“, so Austin. „Denn LOCs bieten Präzision, Flexibilität und eine einfache Handhabung.“

Zusätzlich vorangetrieben wird die LOC-Forschung im Zuge der Bekämpfung von Terrorismus und Biowaffen. Neben der DNA-Analyse werden entsprechende Systeme immer häufiger benutzt, um potenzielle Gifte in Luft, Lebensmitteln und Wasser zu identifizieren.

MEMS-Technologie liefert neue Impulse

Ein Großteil des Erfolgs von Mikrofluidik und µTAS bei der Produktion kommerziell verwertbarer LOCs beruft sich auf Technologien wie MEMS (mikro-elektromechanische Systeme). So ermöglicht MEMS die parallele Herstellung mehrerer identischer Systeme. In Italien beispielsweise nutzen Forscher die Vorteile der MEMS-Technologie momentan zur Entwicklung eines Siliziumchip-Prototyps mit hohem Potenzial für medizinische und Umwelt-Anwendungen. Der Chip verfügt über hervorragende thermische Eigenschaften und eignet sich bestens für DNA-Analysetechniken wie die Polymerase-Kettenreaktion (PCR).

Forschung setzt auf Kunststoffe

Um Kosten für Silizium und Glas zu sparen, erwägen Mikrofluidik- und µTAS-Forscher derzeit beim LOC-Design außerdem den Einsatz von Polymeren und Kunststoffen. Bereits jetzt ist zu beobachten, dass die Forscher trotz anfänglicher Kompatibilitätsprobleme inzwischen verstärkt auf Plastik setzen, wenn es um Oberflächenmodifikationen oder -beschichtungen geht.

Konkrete Markterfordernisse müssen mehr berücksichtigt werden

Bei der kommerziellen LOC-Produktion konzentriert sich ein wesentlicher Anteil bislang auf günstige spritzgegossene Einweg-Chips, -Karten oder -Discs. Diese LOCs sind vergleichsweise einfach herzustellen und zu handhaben und ermöglichen damit die Entwicklung billigerer, robusterer und flexiblerer elektronischer Geräte. Dagegen bilden die hohen Entwicklungskosten bei den Mikrofluidik- und µTAS-Technologien ein entscheidendes Hindernis für die breite Akzeptanz entsprechend ausgestatteter LOC-Systeme. „Der Schlüssel für einen langfristigen Markterfolg liegt darin, dass sich die Forschung nicht nur auf technische Aspekte konzentriert, sondern auch ein Verständnis für die konkreten Markterfordernisse entwickelt“, rät Austin.

Viele Zielkunden haben bereits teuere Abfüllvorrichtungen und Screening-Systeme mit hohem Durchsatz installiert. Mit anderen Worten: Bevor sie wirklich lukrativ sein kann, müssen LOC-Mikrofluidiksysteme zuerst ausreichend Vorteile aufweisen, die eine Zusatzinvestition rechtfertigen würden, oder sich problemlos in die bestehenden Systeme integrieren lassen.

Nachfrage wird steigen

„Gleichzeitig spielen einfache Transportierbarkeit, schnelle Assay-Zeiten und geringe Probenvolumina eine wichtige Rolle. Für die Verteidigungsindustrie und den Sektor für öffentliche Gesundheit dürften diese Aspekte sogar schwerer wiegen als die Kosten, sodass aus diesen Bereichen schon bald mit einer starken Nachfrage nach LOC-Systemen zu rechnen ist“, meint Austin.

Bedarfsfördernd dürfte sich außerdem auswirken, dass sich die Mikrofluidik- und µTAS-Forschung zunehmend von nicht rekonfigurierbaren Systemen mit nur einer Funktion entfernen und inzwischen diverse Funktionen in einem einzigen Chip integrieren. Dazu zählen beispielsweise Probenaufbereitung, enzymatische Reaktionen, Filtration und Elektrospray-Ionisierung.

Nanolabor auf CD

In Schweden wurde jüngst ein Nano-Labor auf CD entwickelt, das zum Zwecke des Peptidmapping oder der Sequenzanalyse in der Massenkspektronomie innerhalb einer Stunde 480 Protein-Proben gleichzeitig verarbeiten kann. Dieses System wird voraussichtlich in der Proteomik auf großes Interesse stoßen und damit die Anwendung von Mikrofluidik und µTAS auch in anderen Forschungsfeldern vorantreiben.

„Jetzt ist der perfekte Zeitpunkt, um die LOC-Entwicklung auf der Basis von Mikrofluidik und µTAS weiter zu forcieren“, so Austin abschließend. „Denn inzwischen lässt sich in ein aktives Mikrofluidik-LOC fast alles integrieren – von Sensoren über Filtrationsmembrane und Optik bis hin zu digitalen Anzeigen und Chips für globale Positionierungssysteme.“

Auf Anfrage übersendet Frost & Sullivan eine kostenfreie Zusammenfassung der Technical Insights Analyse zum Markt für Neuste Technologien im Markt für Lab-on-a-Chip: Mikrofluidik und µTAS in englischer Sprache per E-Mail. Anfragen können gerichtet werden an Katja Feick, Corporate Communications (katja.feick@frost.com).

Titel der Analyse:
Emerging Technologies in Lab-on-a-Chip: Microfluidics and µTAS (Report D323)
Preis der Analyse: Euro 3.669,--

Katja Feick | Frost & Sullivan
Weitere Informationen:
http://www.technical-insights.frost.com
http://www.frost.com

Weitere Berichte zu: Insight LOC LOC-Entwicklung Lab-on-a-Chip Mikrofluidik Technical

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Tabakrauchen verkalkt Arterien stärker als reiner Cannabis-Konsum
11.04.2018 | Universität Bern

nachricht »Zweites Leben« für Smartphones und Tablets
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

20.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Digitale Medien für die Aus- und Weiterbildung: Schweißsimulator auf Hannover Messe live erleben

20.04.2018 | HANNOVER MESSE

Neurodegenerative Erkrankungen - Fatale Tröpfchen

20.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics