Mikrofluidik: eine junge Disziplin, die schon heute in vielen Bereichen eine wichtige Rolle spielt
Die Mikrofluidik ist eine noch junge Disziplin, welche die molekularbiologische Forschung revolutioniert, weil mit ihr Verfahren wie die DNA- und RNA-Sequenzierung, PCR (Polymerasekettenreaktion) und Transkriptomanalysen deutlich schneller und kostengünstiger durchführbar sind als mit herkömmlichen Methoden. Durch die Übernahme von Fertigungstechniken aus der Computerchip-Herstellung lassen sich Apparate für die Molekularbiologie zügig und in großen Stückzahlen produzieren. Diese Geräte sind für eine Vielzahl von chemischen oder biologischen Reaktionen, Trenn- und Reinigungsvorgänge und andere Anwendungen unerlässlich. Durch die Miniaturisierung dieser komplexen Vorgänge können Versuche mit Flüssigkeiten im Mikro- oder Nanoliter- statt im Literbereich durchgeführt werden. Das entspricht einer Volumenreduzierung um sechs Größenordnungen. Mikrofluidische Systeme tragen damit nicht nur zu einer signifikanten Reduzierung des Probenverbrauchs bei, sondern sie eröffnen auch neue Möglichkeiten für Hochdurchsatz-Experimente, indem sie die Leistungsgrenzen herkömmlicher Geräte wie Schüttelkolben und Mikrotiterplatten überwinden. Ein typisches Beispiel hierfür ist das PCR-Verfahren, das dazu dient, DNA-Abschnitte zu vervielfältigen. Es umfasst normalerweise mehrere Reaktions-, Erhitzungs-, Kühl- und Mischvorgänge. Aufgrund der Apparategröße und üblichen Mischradien von mehreren Zentimetern ist der Durchsatz in Bezug auf Erhitzungs- und Kühlvorgänge begrenzt.
Entwicklung und Herstellung von mikrofluidischen Geräten vom Prototyp bis zur Serienreife
Mikrosäulen für mikrofluidische Geräte
Mit Mischradien, die üblicherweise im Mikrometerbereich liegen, gewährleisten mikrofluidische Systeme eine präzise Temperaturkontrolle. Dies führt zu einem deutlich höheren Durchsatz im Vergleich zu konventionellen Reaktionsgefäßen. Ein weiterer Vorteil von Mikrofluidikgeräten ist die Flexibilität ihres Designs. Mit einer überschaubaren Anzahl geometrischer Grundformen wie Säulen, Kanälen, Löchern und Vertiefungen lassen sich mikrofluidische Systeme konstruieren, die eine erstaunliche Vielfalt an Reaktions-, Trenn- und Reinigungsprozessen unterstützen. Dank dieser Modularität ist die Technologie sowohl für Bottom-Up- als auch für Top-Down-Konzepte geeignet. Die Designs können im Rahmen des Prototypenbaus mit geringem Aufwand angepasst werden, um Durchsatz- oder Reinheitsvorgaben zu erfüllen. Schließlich können bei der Herstellung mikrofluidischer Geräte Skaleneffekte genutzt werden, z. B. durch die Integration von durchsatzstarken Replikations- und Verbindungstechniken wie dem Heißprägen und Mikrospritzgießen mit thermischer Verfestigung oder Laserbonding.
Das erfahrene Team von Potomac Photonics, dem Mikrofabrikationsbereich von Goodfellow, steht Ihnen mit seinem umfassenden Knowhow in der Produkt- und Verfahrenstechnik zur Seite. Von der ersten Idee bis zur Serienreife begleiten wir Sie bei der Entwicklung Ihrer mikrofluidischen Produkte und unterstützen Sie dabei, Ihre Ziele effizient und erfolgreich zu erreichen. Unsere Mikrofluidik- und Mikrofabrikationsexperten beraten Sie auch bei der Entwicklung von anwendungsspezifischen Chipdesigns. Hierfür erstellen wir gern ein detailliertes Kostenmodell, mit dem Sie die Entwicklung Ihrer Stückkosten bei steigenden Produktionsanforderungen vorausberechnen können.
