TU Chemnitz: mikrohips: Technologien
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Technologien
Innovative Mikrosieb-Technologiefamilie: Nano-PABSS und Pom-µ-S
Mikrosiebe sind poröse Membranen mit einheitlicher Porengröße und einer Membrandicke geringer als der Porendurchmesser. Sie bieten große Vorteile in der Filtrationsanwendung, z.B. scharfe Größenselektivität und einen minimalen Filtrationswiderstand. Die innovative Filtermedien-Produktfamilie besteht aus mikro- und nanoporösen Sieben.
Mikrosieb mit Porendurchmesser von 70 μm, rechts Detail
Die Forschungsgruppen der Professoren Goedel und Baumann haben eine Technologie patentiert, mit der aus einer Kombination von traditionellen Membrantechnologien und Drucktechniken entsprechende Mikrosiebe individuell und effizient hergestellt werden können. An der Professur der Physikalischen Chemie der TU Chemnitz wurde eine einfache Methode entwickelt, in welcher eine Mischung aus Partikeln und photopolymerisierbarem Monomer auf einer Wasseroberfläche aufgebracht wird. Nach der Aushärtung des Monomers werden die Partikel entfernt, so dass ein Polymer-Mikrosieb zurück bleibt – die Basis für die Produktfamilie Nano-PABSS und Pom-μ-S.
Mit einem am Institut für Print- und Medientechnik entwickelten Digitaldruckverfahren wird eine alternative Herstellungsmethode für die Pom-μ-S erarbeitet. Dabei wird eine aushärtbare Tinte in Kombination mit winzigen Wassertröpfchen verdruckt, wodurch nach dem Verdunsten des Wassers die Poren in der ausgehärteten Membran zurück bleiben. Diese Methode ermöglicht weiterhin den direkten Druck einer Stabilisierungsmatrix in einem durchgängigen Verfahren.
Die Mikrosiebe Pom-μ-S weisen Porendurchmesser von ca. 1 bis 85 μm auf. Durch Einbringen einer Stützstruktur kann die mechanische Stabilität der Pom-μ-S erhöht werden. Die Nano-PABSS haben kleinere Poren im Bereich von 20 nm bis 1 μm. Am Institut für Print- und Medientechnik der TU Chemnitz wird die mechanische Stabilität der fragilen Nanosiebe durch den Aufdruck einer 3D-Stützstruktur aus Polymeren mittels Inkjet-Technologie erhöht.
Inkjet-gedrucktes mikroporöses Sieb (Pom-μ-S)
Inkjet-gedruckte Stabilisierungsmatrix auf Nano-PABSS
Neuartiges Plasmaseparationsmodul mit integrierter Probenvorbereitung: BloP Chip
Für die Blutplasmaseparation aus kleinsten Probenmengen ist die Probenaufbereitung am Point-of-Care durch nicht fachlich qualifiziertes Personal bislang ein ungelöstes Problem. Durch die Kombination von NanoPABSS mit innovativer mikrofluidischer Technik vom Zentrum für Mikrotechnologien der TU Chemnitz wird ein System entwickelt, das die Arbeitsschritte der Probenaufbereitung und Plasmaseparation in einer handlichen Einweg-Kartusche integriert. Der BloP Chip ist dabei auf kleinste Probenmengen ausgelegt, wie sie oft in medizinischen Schnelltests für z.B. Herzinfarktmarker, genetische Dispositionen oder andere Blutparameter von Patienten verwendet werden. Damit leistet der BloP Chip einen wertvollen Beitrag für die schonende und schnelle Diagnostik am Point-of-Care. Die Hauptaufgabe der Forschungsarbeit besteht in der Optimierung des mikrofluidischen Systems hinsichtlich Befüllverhalten, geringen Totvolumina und Filtrationseigenschaften.
