Projektbeispiel Labortechnologie / Biologie

Fluidische Anbindung und Simulation eines mikrofluidischen Chips zur Zellanalyse

Machbarkeitsstudie, Wissenschaftliche Recherche


Bei Zellkulturen sind die Anzahl der Zellen und deren Vitalität    wichtige Kennwerte. Diese Werte können mit dem Amphasys Impedanz-Durchflusszytometer bestimmt werden. Zentraler Baustein des Durchflusszytometers ist ein mikrofluidischer Chip. In den Chip integrierte Mikroelektroden erzeugen ein elektrisches Feld. Strömen Zellen an den Mikroelektroden vorbei ändert sich das angelegte elektrische Feld. Diese Änderung des elektrischen Feldes gibt Aufschluss über verschiedene Eigenschaften der Zellen.

 

Am Übergang zum mikrofluidischen Chip verringern sich die Abmessungen des Fliesskanals abrupt. Zudem soll die Verbindung zum mikrofluidischen Chip dicht sein und ein möglichst geringes Totvolumen aufweisen. Diesen Anforderungen müssen mikrofluidische Anschlusselemente (Konnektoren) gerecht werden.

 

In dem Projekt wurden verschiedene Optionen der Anbindung des mikrofluidischen Chips an das Durchflusszytometer recherchiert und der Flüssigkeitsstrom im mikrofluidischen Chip wurde simuliert.

 

Folgende Punkte wurden bearbeitet:

                                    Erarbeitung der theoretischen Grundlagen und Darstellung des    Stands der Technik

         (Literatur- und Patentrecherche)

                                    Evaluierung kommerziell angebotener mikrofluidischer Anschlusselemente

                                    Simulation des Flüssigkeitsstroms im Mikrofluidikchip

                                    Laborversuche zur Überprüfung der Simulationsergebnisse

 


Stand der Technik und Marktübersicht zu Konnektoren

Der Stand der Technik zu Konnektoren für mikrofluidische Chips wurde recherchiert. Desweiteren wurden kommerziell erhältliche Konnektoren auf ihre Eignung für das Durchflusszytometer evaluiert.

Mikrofluidischer Chip des Amphasys Impedanz-Durchflusscytometers

Mikrofluidischer Chip des Amphasys

Impedanz-Durchflusszytometers



Simulation

Zur Optimierung der Geometrie des mikrofluidischen Kanals wurde der Flüssigkeitsstrom im mikrofluidischen Chip simuliert. Verschiedene Varianten des Einlassbereiches des Chips wurden untersucht.

COMSOL
Simulation mittels FEM


Laborversuche

Mittels mikroskopischer Versuche wurden die Ergebnisse der Simulation überprüft und das Strömungsverhalten von Partikeln im mikrofluidischen Kanal bestimmt.

Partikelstrom im mikrofluidischen Kanal
Mikroskopische Aufnahmen des Partikelstroms


Projektpartner

Amphasys


 

 

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