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Mit Lichtmustern stempeln

Prozess zum schnellen und präzisen Übertragen von kleinsten Mengen an Flüssigkeiten zu Analyse- oder Synthesezwecken.

Unbelichtete Oberfläche (oben), nach Belichtung (Mitte), Haftung von Flüssigkeiten nur auf den belichteten Bereichen (unten).

Zur chemischen Analyse oder Synthese einer Substanz im Mikromaßstab müssen meist mehrere Varianten eines Moleküls zu unterschiedlichen Zeiten an verschiedenen Punkten auf eine Oberfläche übertragen werden.

Stand der Technik

Beispiele sind Nachweisverfahren in der Forensik zur Identifikation einer Tatort-DNA oder Wirkstoffsynthesen und Analysen in der Pharmaindustrie. Das Problem dabei: Das sogenannte 'Spotten', also das punktweise Aufbringen von oft hochempfindlichen und teuren Substanzen, ist aufwendig. Zumal in der organischen Synthese Substanzen häufig in Lösungsstoffen vorliegen, die sich schwer verteilen lassen oder ihre Umgebung angreifen. Auch ist die Übertragung kleinster Mengen in Punktform oft mit Materialverlusten verbunden.

Technologie

Eine Möglichkeit, diesen aufwendigen Vorgang zu verbessern, ist ein am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) entwickeltes Verfahren zum Übertragen von Flüssigkeiten. Damit können Lösungen gezielt in kleinsten Mengen auf voneinander getrennte Bereiche (Kompartimente) auf Oberflächen aufgetragen werden. Das Verfahren ähnelt einem Stempel: Mittels einer Maske werden Oberflächen an einigen Stellen belichtet. Durch diese Lichtmuster entstehen Bereiche auf einer Oberfläche, die Flüssigkeiten anliegen lassen oder abstoßen. Mit diesem 'Stempel' können dann Lösungen und die darin enthaltenen Moleküle schnell und parallel in einem Muster von einer auf die andere Oberfläche übertragen werden. Nach Gebrauch wird die Maske gelöscht, der Träger kann neu belichtet werden.

Vorteile

Ein Vorteil des Verfahrens ist, dass die benötigten Mengen an Flüssigkeiten minimiert werden und die Kompartimente sehr dicht beieinander liegen können. Auch kann mit dem Verfahren eine größere Vielfalt an Flüssigkeiten übertragen werden als in gängigen Spotverfahren. Eine mögliche Verwendung der Technologie sehen die Wissenschaftler neben der chemischen Analyse- oder Synthesetechnik auch in der Druckindustrie. Hier würde sich der Prozess durch extrem hohe Druckauflösung und vielfältige Pigmentanwendungen gegenüber gängigen Druckmethoden auszeichnen.

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht Partner, die Interesse haben, die Technologie weiterzuentwickeln und anzuwenden.

Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dagmar Vössing, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Leitung Technologietransfer, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25582

E-Mail: dagmar.voessing@kit.edu

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