Lab-on-a-Chip

Lab-on-a-chip application with the mp6 micropumps and the chips from microfluidic ChipShop

Ein Lab-on-a-Chip ist ein Gerät, das eine oder mehrere Laborfunktionen auf einem einzigen integrierten Schaltkreis (Chip) integriert. Diese Chips sind gerade einmal wenige Millimeter bis einige Quadratzentimeter groß. Trotz ihrer geringen Größe erreichen sie einen hohen Automatisierungs- und Screening-Durchsatz. Ein Lab-on-a-chip kann extrem kleine Flüssigkeitsmengen bis hinunter zu weniger als Pikolitern verarbeiten. Damit eignet er sich hervorragend für Mikrofluidik-Anwendungen.

Lab-on-a-chip-Geräte ermöglichen die funktionelle Integration der Mikrofluidik in den diagnostischen Prozess. Die Geräte oder Systeme sind klein und preiswerter als große Laborsysteme. Dadurch können sie direkt am Point-of-Care eingesetzt werden oder sie sind in andere, größere Systeme integriert.

Video: Aufbau eines Lab-on-a-chip-Systems

Unsere mp6 Mikropumpe erweitert passive Mikrofluidik-Chips und wandelt sie in aktive Einheiten um. In der Mikrofluidik sind wir fast immer laminaren Strömungen ausgesetzt. Dies führt zu einem Mangel an Querströmung innerhalb der Flüssigkeit und macht es schwierig, zwei Flüssigkeiten zu mischen.

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In diesem Video wird diese Querströmung durch eine spezielle Struktur des mikrofluidischen Chips hervorgerufen. Dadurch lassen sich die beiden unterschiedlich gefärbten Flüssigkeiten leichter mischen. Die Mikropumpe wird elektronisch angetrieben. Sie ermöglicht diesem schlanken, kleinen und preiswerten System das schnelle und sichere Befüllen selbst kleinster und komplexer Strukturen. Dies ist zum Beispiel die Basis für Lab-on-a-Chip-Anwendungen.

Statt mit herkömmlicher Labortechnik können Tests und Diagnosen direkt am Point of Care durchgeführt werden. Das spart Zeit und Kosten und führt zu einer höheren Funktionalität des Systems. Das flache System kann in tragbare Geräte integriert werden, die digitale Handhabung ermöglicht eine variable Flussrate und eine einfache Bedienung.

Case Study: Smart Dispensing von Flüssigkeiten im Bereich von Mikro- & Nanolitern

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen sehr geringe Mengen an Flüssigkeiten dosiert werden müssen. Vor allem in der Medizin (z.B. bei Lab-on-a-Chip), den Biowissenschaften und der Automobilindustrie müssen häufig hochviskose Flüssigkeiten mit einer sehr geringen Geschwindigkeit gefördert werden. Dieser Prozess muss in hohem Maße kontrolliert werden, da Abweichungen mit dem bloßen Auge oft nicht leicht zu erkennen sind.

Unser Team in der Abteilung microEngineering bei Bartels hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Lösung für dieses Problem zu finden. Sie haben unsere Mikropumpe mp6 und die mp-Labtronix-Laborbox genommen und einen einfachen Aufbau konstruiert. Damit Sie im Bereich des Nano-Dispensings erfolgreich sein können, haben sie eine Vielzahl von Parametern getestet, um die besten für diese Anwendung zu finden.

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