Lab on a chip

  Mikrofluidischer Kunststoffchip mit einem T-Mischer Urheberrecht: © KEmikro

Durch Ultraschallheißprägen werden Mikrokanäle aus Polymerfolien in Sekunden hergestellt. Ein neues Design ist innerhalb eines Tages realisiert. So hergestellte Mikrokanäle werde dann mit im Spritzguss hergestellten standardisierten Anschlussplatten durch Ultraschallschweißen verbunden. So können in kurzer Zeit neue mikrofluidische Systeme erprobt werden. Anwendungen finden sich in den Bereichen Medizin, Biologie und Chemie.

  Chip für die Messung des Kalzifizierungsrisikos von Patienten Urheberrecht: © KEmikro

Es ist aber auch möglich, einen Mikrokanal in ein Polymerplättchen durch Ultraschallheißprägen einzuprägen und anschließend durch Ultraschallschweißen zu verschließen. Auf diese Weise wurde ein Polymerchip aus Polykarbonat (PC) hergestellt, der für die Entwicklung eines Testes zur Messung des Kalzifizierungsrisikos von Patienten dient (siehe Abbildung) [92]. In diesem Chip sind Strukturen vorhanden, die verhindern, dass über die beiden Einlässe Luftblasen in den Mischkanal gelangen. Im Mischkanal befinden sich auf dem Boden Rillen, die die Vermischung der eingebrachten Flüssigkeiten erleichtern, und am Ende des Kanals befindet sich eine Küvette, in der die biochemische Reaktion zur Messung des Kalzifizierungsrisikos optisch beobachtet werden kann.

  Titerplatte mit drei opto-chemischen Sensoren in jedem Well Urheberrecht: © KEmikro

In einer Titerplatte mit 48 Wells wurden auf dem Boden jedes Well durch Ultraschallschweißen drei opto-chemische Sensoren angebracht [75]. So ist es möglich, mit nur einer Kamera die Konzentration von Sauerstoff, Kohlendioxid und den pH-Wert der Flüssigkeiten in allen Wells gleichzeitig zu messen. Dazu werden die Sensoren durch den Boden der Titerplatte hindurch zur Fluoreszens angeregt und das emittierte Licht mit der Kamera aufgenommen und analysiert.

 
 

Zitate:

[92] P. Maurer, S. Gräber, W. Jahnen-Dechent, W.K. Schomburg, "Polymer Micro Chips for the Analysis of Calcification Risk", Procedia Engineering 168 (2016) 1386 - 1389, doi: 10.1016/j.proeng.2016.11.386

[75] S.Krabbe, D.E. Achatz, C.Gerhardy, W.K. Schomburg, "Ultrasonic welding of chemical optical sensors supporting O2, pH and CO2 imaging in microfluidic systems", Procedia Engineering 120 (2015) 598 - 601, doi: 10.1016/j.proeng.2015.08.736