Lab-on-a-Chip – Microflowsense

Teilprojekt ISAT: Akustischer Sensor zur Durchflussmessung in dünnen Schläuchen bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten für Zell-Assay-Anwendungen

Zeitrahmen: 01.04.2020 – 31.03.2022

Zellkultur-Assays sind in der Grundlagen- und präklinischen Forschung essentiell, da an ihnen u.a. die Wirkung von pharmazeutischen Substanzen untersucht werden kann. Viele Zellkulturexperimente werden in mikrofluidischen Systemen durchgeführt, um eine Zellkultivierung unter Flussbedingungen ähnlich dem Blutkreislauf zu ermöglichen. Verschiedene Zelltypen reagieren jedoch auf einen variierenden bzw. zu starken Medienfluss sehr empfindlich, so dass präzise Verfahren zur Flussmessung bei kleinen Volumina benötigt werden, die zudem ohne direkten Kontakt zu den Fluiden stehen, um einen Verlust der Sterilität durch Querkontamination kategorisch ausschließen zu können. Im Vorhaben steht die Entwicklung eines nicht-invasiven Durchflussmessverfahren auf Ultraschallbasis im Vordergrund, welches auch die Messung sehr geringer Durchflussraten in sehr dünnen Schläuchen ermöglicht. Kerninnovation ist eine für 0,5-1,6 mm dicke Schläuche ausgelegte Clamp-on-Konstruktion mit ringförmigen Schallwandlern, über die Longitudinalwellen in Schlauchrichtung angeregt werden können, um so auch geringe Durchflussgeschwindigkeiten von 50 µl/min zu messen. Zur Herstellung definierter Bedingungen soll weiterhin im Vorhaben eine innovatives System zur exakten Temperierung der Pumpschläuche entwickelt werden.