Fraunhofer-Gesellschaft

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Modulare Mikrosysteme als Basis für fluidische Analysesysteme

Fluidic systems in clinical analytics based on modular microsystems
 
: Schüle, A.; Bauer, G.; Schäfer, W.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung -IPA-, Stuttgart; Verein zur Förderung Produktionstechnischer Forschung e.V. -FpF-, Stuttgart:
Vom Laborprozess zur Produktion : Erfahrungen, Trends und Perspektiven für Biotechnologie und Pharmazie, 14. November 2001
Stuttgart, 2001 (IPA-Technologie Forum F 72)
S.53-63
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (Technologieforum) <72, 2001, Stuttgart>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IPA ()
Medizinische Analytik; Point-of-Care-Analysesystem; Immunologie; Match-X; Modulare Analytik; Mikrofluidik

Abstract
Zur Realisierung vom Markt geforderten flexibel einsetzbaren Analyseverfahren in kostengünstigen, miniaturisierten, einfach zu bedienenden Geräten bietet sich eine modulare Struktur an. Modular aufgebaute Analysesysteme und modulare Komponenten reduzieren den Aufwand für die Entwicklung anwendungsspezifischer Analysesysteme erheblich. So wird die Herstellung der modularen Komponenten in erheblich höheren Mengengerüsten ermöglicht, was sich wiederum in geringeren Produktstückkosten niederschlägt. Ein modulares miniaturisiertes Point-of-Care Analysesystem birgt für die verschiedenen Anwendungen, wie z. B. die Notfalldiagnostik, erhebliche medizinische, technische und wirtschaftliche Vorteile.
Schwerpunkt des Modularisierungsansatzes ist eine intelligente Teilung des Analysesystems in wiederverwendbare Module und Wegwerfmodule. Dabei werden alle kostenaufwendigen Komponenten (Pumpenantriebe, Ventilantriebe, optische Komponenten, Laserlichtquellen etc.) in wiederverwendbaren Modulen untergebracht und so gestaltet, dass sie nicht mit dem Probenvolumen in Verbindung gelangen. Diese wiederverwendbaren Module werden so konzipiert, dass eine möglichst große Zahl unterschiedlichster Analysekonfigurationen aus einer möglichst geringen Zahl von Grundkomponenten realisiert werden kann. Damit können die Grundkomponenten in hoher Stückzahl und somit kostengünstig produziert werden. Systemkomponenten, die hingegen mit der zu analysierenden Flüssigkeit in Kontakt gelangen, werden als Wegwerfmodule (Disposals) konzipiert. Für das Disposal besitzt die Miniaturisierung den Vorteil eines geringen notwendigen Reagenzienvolumens und damit gleichzeitig auch weniger (kontaminierten) Abfall. Prozessgeschwindigkeit und Prozessqualität steigen. Begrenzend für die Miniaturisierung ist aber die notwendige Mindestmenge der Probe, in der eine ausreichende Anzahl der nachzuweisenden Bakterien, Viren oder Genabschnitte vorhanden zu sein hat. Die aus diesen Randbedingungen resultierenden Strukturgrößen für die probeführenden Funktionsbausteine lassen sich wirtschaftlich eher durch Kunststoffspritzguss als durch halbleiterbasierte Mikrokomponenten erzeugen. Die Einmalverwendbarkeit der Disposals generiert Stückzahlanforderungen, die eine wirtschaftliche Fertigung in Spritzgusstechnik ermöglichen.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-9765.html