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Entwicklung integrierter mikrofluidischer Aktoren für den Einsatz in bioanalytischen Systemen

Nestler, Jörg - Technische Universität Chemnitz (2010)


In der vorliegenden Arbeit wird eine integrierbare Pumpentechnologie für polymerbasierte mikrofluidische Systeme entwickelt. Ausgehend von den Anforderungen für die Durchführung molekulardiagnostischer Nachweise kommen dabei Fertigungsverfahren zum Einsatz, die sich auch für Einweg-Anwendungen eignen. Das genutzte Aktorprinzip für die integrierten Mikropumpen basiert auf der Elektrolyse von Wasser. Zur besseren technologischen Integrierbarkeit wird das Wasser in Form eines Hydrogels appliziert. Der Elektrolyt wird dabei mit einer Polymermembran mit geringer Wasserdampfdurchlässigkeit verschlossen. Die Membran wird in ihrem plastischen Verformbereich genutzt. Zur Dimensionierung der Mikropumpen und des mikrofluidischen Systems werden analytische und numerische Modelle entwickelt, die eine gute Übereinstimmung mit den Messwerten zeigen. Die Funktionsfähigkeit wird anhand zweier vollständig integriert ablaufender Immunoassays demonstriert. Dabei kommt ein polymerbasierter, optischer Biosensor zum Einsatz.


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