Elektromagnetische Miniaturen
Simultane Herstellung von Mikrokanälen und parallelen elektrisch leitenden Metalldrähten
Magnetische Bauteile, die sich durch Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes steuern lassen, eignen sich für viele verschiedene Anwendungen. Sie dienen als mikrofluidische Pumpen, Mischer oder Ventile in miniaturisierten Lab-on-Chip-Systemen oder helfen beim Sortieren und regelmäßigen Anordnen von magnetischen Partikeln. Insbesondere in der Biochemie und der Zellbiologie gibt es zahlreiche Einsatzmöglichkeiten: So können z. B. Antikörper oder andere Liganden, die an einzelne Biomoleküle oder an Oberflächenstrukturen ganzer Zellen binden, an magnetische Kügelchen gekoppelt werden, ihre spezifischen Bindungspartner auch in komplexen Mischungen erkennen und anschließend mit Hilfe eines Elektromagneten herausgefischt werden. Elektromagneten besitzen gegenüber permanenten Magneten den Vorteil, dass man sie mit Hilfe des elektrischen Stroms an- oder ausschalten kann. Außerdem lässt sich die Feldstärke auf einen gewünschten Wert einstellen und bei Bedarf verändern. Sie haben allerdings den Nachteil, dass sie schwächere magnetische Felder erzeugen und deshalb möglichst in unmittelbarer Nachbarschaft zum Einsatzort angebracht werden sollten.
Eine Methode, um mit geringem Aufwand einen mikrofluidischen Kanal und im Abstand von nur 10 µm parallel dazu zwei Metallkabel als Elektromagnete herzustellen, haben G. M. Whitesides und seine Mitarbeiter von der Harvard University, Cambridge, USA entwickelt. Zunächst wird die Struktur bestehend aus einem 40 µm breiten und 40 µm tiefen inneren und zwei links und rechts benachbarten 120 µm breiten und 40 µm tiefen äußeren Kanälen lithographisch in ein Polydimethylsiloxanharz eingeprägt. Durch eine Behandlung mit 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan werden die Oberflächen der äußeren Kanäle silanisiert. Dadurch können sie mit geschmolzenem Lötmetall benetzt werden, das im nächsten Schritt in die erwärmten Grundformen eingefüllt wird. Beim Abkühlen erstarrt das flüssige Metall und bildet so zwei stabile Metallkabel links und rechts vom inneren Kanal. Im Inneren dieses Kanals ließen sich durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die beiden Drähte magnetische Felder mit einer Stärke von bis zu 2,8 mT erzeugen.
Auch ein gesteuerter Transport von magnetischen Kügelchen im Kanal war möglich: Die Wissenschaftler stellten einen Kanal mit parallelen Drähten her, der sich nach wenigen Millimetern in zwei getrennte Äste gabelte. Durch diesen Kanal floss eine Suspension von magnetischen Kügelchen. Wurde nun der elektrische Strom im rechten Draht eingeschaltet, so wanderten die Kügelchen an der Gabelung in den rechten Ast und umgekehrt.
Originalveröffentlichung: Autor: George M. Whitesides et al.; "Cofabrication of Electromagnets and Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane)"; Angewandte Chemie 2006, 118, No. 41, 7031-7036
Themen
Organisationen
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Diese Produkte könnten Sie interessieren

2mag Magnetrührer Katalog Deutsch von 2mag
Verschleißfreie Magnetrührer für Labor und Zellkultur
Jetzt den 2mag Katalog 2024 mit innovativen Rührlösungen anfordern

THINKY ARE-250 von C3 Prozess- und Analysentechnik
Perfekte Mischung und effektive Entgasung in Rekordzeit - Entdecken Sie die revolutionäre Lösung für Ihre Misch- und Entgasungsanforderungen

THINKY ARE-500 von C3 Prozess- und Analysentechnik
Effizientes Mischen und Entgasen in Minuten - Der revolutionäre Misch- und Dispergierer ohne Rührer

Impulsmischer von Hybrid Chemie
Pneumatischer Mischer zum Homogenisieren von Lösungen, Suspensionen und Emulsionen
Schonendes, effizientes Mischen, unabhängig vom Füllstand, auch für hohe Viskositäten

Zerkleinerer MultiDrive von IKA Werke
Ihr universeller Zerkleinerer: wiegen und zerkleinern Sie in nur einem Gefäß!
Mixen, mahlen, dispergieren - egal ob harte, weiche oder faserige Proben

Mini Vortex Mixer von Ohaus
Vortex Mixer mit Pfiff: perfektes Mischen für jede Anwendung
Langlebiger Helfer für tägliches Mischen und Vortexen

OHAUS Laboratory equipment von Ohaus
OHAUS-Laborausrüstung. Do more with OHAUS
Beschränken Sie sich nicht aufs Messen! Entdecken Sie ein ausgeklügeltes Portfolio

YSTRAL Conti-TDS von ystral
YSTRAL Conti-TDS: Die Nr. 1 in der Pulverbenetzung
Pulver einsaugen, benetzen und dispergieren

Innovative Magnetrührer von 2mag
Magnetrührer der Zukunft - für Labor und Technikum
Individuell konfigurierbar, 100 % verschleißfrei, 3 Jahre Garantie

Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Mit dem Absenden des Formulars willigen Sie ein, dass Ihnen die LUMITOS AG den oder die oben ausgewählten Newsletter per E-Mail zusendet. Ihre Daten werden nicht an Dritte weitergegeben. Die Speicherung und Verarbeitung Ihrer Daten durch die LUMITOS AG erfolgt auf Basis unserer Datenschutzerklärung. LUMITOS darf Sie zum Zwecke der Werbung oder der Markt- und Meinungsforschung per E-Mail kontaktieren. Ihre Einwilligung können Sie jederzeit ohne Angabe von Gründen gegenüber der LUMITOS AG, Ernst-Augustin-Str. 2, 12489 Berlin oder per E-Mail unter widerruf@lumitos.com mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. Zudem ist in jeder E-Mail ein Link zur Abbestellung des entsprechenden Newsletters enthalten.