top of page
Suche
  • AutorenbildDominykas Turčinskas

Spritzgegossenes mikrofluidisches Gerät für Tröpfchen-Mikrofluidik

Aktualisiert: 22. Aug. 2022

Droplet Genomics ist ein Biotech-Unternehmen, das neue Wege in der Hochleistungsanalysetechnik beschreitet. Dieses Unternehmen ermöglicht es Wissenschaftlern, in das weite Feld der Biologie einzusteigen und es zu erforschen. Droplet Genomics stellt Werkzeuge für Wissenschaftler her, die leicht und einfach für ihre Erkundungen und präzisen Ergebnisse zu verwenden sind.


Das Kernstück des Unternehmens ist eine Tröpfchen-Mikrofluidik-Technologie, die unübertroffene Möglichkeiten für die Erforschung des biologischen Kosmos bietet. Diese Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern, biologische Proben mit der Auflösung einer einzelnen Zelle zu untersuchen. Durch die Kombination von Biowissenschaften, maschinellem Lernen und Technik bietet dieses Unternehmen eine vollständige Plattform für die Hochdurchsatzforschung.


Was sind die mikrofluidischen Chips?


Micro machined metal insert for micro molds

Mikrofluidische Chips sind die Komponenten, die in der biologischen Hochdurchsatzforschung verwendet werden. Sie sind das Herzstück bei der Handhabung von Flüssigkeitströpfchen: Erzeugen, Aufteilen, Zusammenführen, Mischen, Speichern, Einspritzen. Eine solche Plattform enthält Mikrokanäle, Hindernisse und Reservoirs, um diese Operationen durchzuführen.

Das Design solcher Strukturen und Kanäle erfordert ein hohes Maß an Wissen, um das gewünschte Ziel des Chips zu erreichen. Aber auch die Herstellung solcher Systeme erfordert nicht weniger Wissen.


Großserienproduktion von Chips

Injection molding wells for microfluidic chip

Wenn die mikrofluidischen Kanäle getestet und für das gewünschte Forschungsziel bestätigt sind, kann ein größeres Volumen der Chips erforderlich sein, und hier könnte das Unternehmen Micromolds mit Mikrospritzguss einspringen und mit Droplet Genomics zusammenarbeiten.

Das Spritzgießen ist nicht nur wegen seiner hohen Produktivität praktisch, sondern auch, weil es die Möglichkeit bietet, Nicht-Mikro-Strukturen - wie Reservoirs, Wells, Ein- und Auslassöffnungen - zusammen mit Mikrogeometrien in einem einzigen formbaren Stück herzustellen. Dies ist jedoch mit gewissen Kosten verbunden, die für jeden Spritzgießer eine Herausforderung darstellen.


Werkzeugtechnische Herausforderungen

Wenn die Dinge wirklich klein werden, kommt eine normale Bearbeitung nicht in Frage, auch wenn die theoretische Maschinen- und Werkzeugpräzision dies zulassen würde. Für solche Mikrowerkzeuge mussten wir Werkzeugeinsätze verwenden, die sich im Inneren des Formbodens befinden. Da die hohen Kunststoffspritzdruckkräfte im Inneren des Formhohlraums und des Kerns ausgeübt werden, mussten wir viel mit verschiedenen Bearbeitungsmöglichkeiten dieser Einsätze experimentieren - von der Laserablation bis zur Multiphotonenpolymerisation.

Die Herstellung des Einsatzes ist nur die eine Seite der Medaille. Die größte Herausforderung bestand darin, den Einsatz im Inneren des Formbodens so zu positionieren, dass die Ausrichtung von Kern und Kavität perfekt ist und die Schließkräfte den Einsatz nicht brechen.


Herausforderungen bei der Injektion
Aluminum micro mold for microfluidic device

Um Mikrogeometrien zu ermöglichen, war eine extrem ebene Oberfläche des Chips erforderlich. Dies bedeutete, dass alle Einfallstellen, die durch die ungleichmäßige Wandstärke verursacht wurden, beseitigt werden mussten. Allerdings konnten wir die Wände nicht dünner machen als die kleinsten Auswerfer, die wir hatten, da dies zu Entformungsproblemen geführt hätte. Und das war tatsächlich der Fall. Bei den ersten Versuchen waren die Auswerfer zu schwach und begannen sich zu verbiegen. Als Ausweg mussten wir mit den Einspritzparametern spielen, um die Einfallstellen auf ein Minimum zu reduzieren, so dass die Wandstärke unverändert blieb und somit dickere Auswerfer verwendet werden konnten.


Die Ergebnisse


Wir freuen uns, dass wir die Gelegenheit hatten, gemeinsam mit unserem Kunden an der Lösung wirklich anspruchsvoller Aufgaben zu wachsen. Diese Projekte zwingen uns dazu, in den völlig neuen Markt des Mikrofluidik-Chip-Gießens einzutreten. Es besteht kein Zweifel daran, dass unsere Unternehmen auch in Zukunft zusammenarbeiten werden, um eine hocheffiziente biologische Erforschung durch mikrofluidische Tröpfchentechnologie zu ermöglichen.

74 Ansichten0 Kommentare

コメント


Zwei Koponenten
bottom of page