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 Mobilfunkstrahlung kann die Gedächtnisleistung bei Jugendlichen beeinträchtigen
19.07.2018 | Swiss Tropical and Public Health Institute

nachricht Neue internationale Studie: Immuntherapie für Kinder mit akuter Leukämie
13.07.2018 | Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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