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Lab-on-a-Chip: Kleiner Tropfen, große Wirkung

Die Analyse von Flüssigkeiten wie Wasser oder Blut ist aufwendig und langwierig. Eine neue JKU Technologie hat das geändert. Klingt technisch, rettet aber ganz praktisch Leben.

Das Ziel von "Lab-on-a-Chip" (LoC) Systemen ist es, chemische/biologische Untersuchungen, für die derzeit noch herkömmliche Labors benötigt werden, auf einem einzigen mikrofluidischen Chip unterzubringen. In den kreditkartengroßen Chips werden Tröpfchen mit Proben über Mikrometer-dünne Kanäle transportiert. Dieser Ansatz benötigt nur geringste Mengen an Proben und ermöglicht somit im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine kostengünstige und schnelle Analyse.

Die Schwierigkeit: Ein Tröpfchen in der richtigen Größe im richtigen Moment zu erzeugen – genannt „Droplet-on-Demand“. Derzeit verfügbare Methoden sind komplex und teuer; es werden beispielsweise Vakuumpumpen oder im Chip integrierte Ventile benötigt. Aus diesem Grund wurde am Institut für Nachrichtentechnik und HF-Systeme von Medina Hamidović eine einfache und kostengünstige Methode zur Tröpfchengenerierung entwickelt. Bei diesem Ansatz wird mit Hilfe einer steuerbaren Druckpumpe zwischen zwei Druckzuständen hin und her geschaltet, wobei in einem der beiden Zustände die gewünschten Tröpfchen erzeugt werden. Die entsprechenden mikrofluidischen Chips wurden mit Hilfe eines schnellen und kostengünstigen Verfahrens komplett an der JKU gefertigt.

Einer der weltweit führenden Hersteller von mikrofluidischen Geräten, Elveflow, hat die neue JKU Technologie bereits vorgestellt.

Und was heißt das in der Praxis? Na, zum Beispiel, dass jetzt auch ärmeren Ländern ein preiswertes Wasser-Test-System zur Verfügung steht – und so künftig Epidemien vermieden werden können.

NEWS 13.01.2020

TN - Technisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät