|
|
Forschungsschwerpunkte
- Lab-on-a-Chip:
Integration kompletter Abläufe für biochemische Analysen auf Chips von der Größe einer Kreditkarte. Aus einem einzigen Tropfen Blut lassen sich dadurch direkt am Ort des Patienten schnell und zuverlässig komplexe Krankheitsbilder analysieren.
LabDisk:
Entwicklung automatisierter Lösungen für biologische und klinisch relevante Laborabläufe mittels eines zentrifugal-mikrofluidischer Testträgers etwa von der Größe einer CD.
LabTube:
Zentrifugale Mikrofluidik in der dritten Dimension.
Automatisierung von Laboroperationen in funktionalen Verpackungen für die Prozessierung in Standard-Laborzentrifugen ( gestapelte Anordnung mikrofluidischer Elemente, Reagenzienvorlagerung für Probenvolumina von einigen Mikrolitern bis zu zwei Millilitern). Anwendungen: DNA- und Proteinanalytik sowie serologische Tests.
Lab-on-a-Chip Foundry Service (Dr. Daniel Mark):
Schnelle Entwicklung, Integration und Realisierung eines (bio-)chemischen Assays als mikrofluidisches Lab-on-a-Chip-Funktionsmuster. Ziel sind kundenspezifische, marktreife vor-Ort-Analytik und Diagnostik. Basis der mikrofluidischen Integration bildet unser Designhandbuch, eine umfangreiche Bibliothek standardisierter mikrofluidischer Einheitsoperationen wie z.B. Fluidtransport, Mischen, Inkubieren, Aliquotieren u.s.w.
Lab-on-a-Chip Prototyping:
Die Prozesse umfassen die Mikrostrukturierung von Kunststoffsubstraten, Oberflächenmodifikationen, Deckeln sowie die Reagenzienvorlagerung. Durch Mikrofräsen entstehen Kanäle bis zu 30 µm her. Die Vervielfältigung der gefrästen Master erfolgt durch Heißprägen von Kunststoffplatten oder Mikrothermoformen von Foliensubstraten.
Nukleinsäure Analyse:
• Implementierung von Prozessabläufen in unsere LabDisk- und LabTube-Plattformen
• Entwicklung neuer Assays wie z.B. die Mediator Probe PCR.
Immundiagnostik:
• Entwicklung kostengünstiger, hochsensitiver und analytisch verbesserter point-of-care/point-of-need Immunoassays, sowie Plattformen für unterschiedliche bioanalytische Anwendungen / Anforderungen.
• Entwicklung neuartiger kolorimetrischer Lesegeräte, personalisiertes Gesundheitsmonitoring und Lösungen für ein verbessertes Management diverser Krankheiten mithilfe Smartphone-gestützter Technologie
Fluidik, Modellieren und Messen:
Automatisierung fluidischer Prozesse auf Lab-on-a-Chip-Plattformen durch
• Proof of principle-Studien,
• detaillierte Analysen der fluidischen Strömungsvorgänge,
• Optimierung fluidischer Prozesse
• Sensitvitätsstudien der fluidischen Operationen bezüglich variabler fluidischer Parameter und Fertigungstoleranzen.
- Kontaktfreie Mikrodosiertechnik (Dr. Peter Koltay):
Dosier- und Drucktechnik für Forschung und Industrie
Kontaktfreie Dosierverfahren für kleinste Flüssigkeitsmengen (z.B. Medien mit gelösten Partikeln oder lebenden Zellen in hohem Durchsatz und mit hoher Parallelität).
Suche nach neuen Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie bis zum kostengünstigen Drucken metallischer Leiterbahnen in der Produktion von Solarzellen.
Erzeugung, Vermessung und Handhabung kleinster Flüssigkeitstropfen, die berührungslos – d.h. ohne mechanischen Kontakt – auf nahezu beliebige Substrate appliziert werden können.
Drucken von einzelnen lebenden Zellen oder heißen Metall-Mikrotropfen.
Dosierventile oder Inkjet-Druckköpfe.
Anwendungsfelder
• Life Science-Forschung
• Mess- und Produktionstechnik
• Mikroelektronik & Solarzellen
• Analytik & Diagnostik
- Elektrochemische Energiesysteme (Dr. Matthias Breitwieser, Dr. Severin Vierrath): Die Nachwuchsgruppe „Elektrochemische Energiesysteme“ forscht an Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseuren. Kernkompetenzen sind innovative Herstellungsmethoden und Materialien, sowie der Mikrocharakterisierung und 3D bildgebenden Verfahren für diese Technologien.
Im Focus stehen neue Herstellungs-Methoden und alternative Materialien für elektrochemische Energieanwendungen: Brennstoff- und Elektrolysezellen und Redox-Flow Batterien. Durch neue Membransysteme steigern wir die Leistungsdichte und die Lebensdauer. Zudem werden neue Elektrodenstrukturen, die höhere Leistungsdichten ermöglichen, entwickelt. Hierfür stehen in der Gruppe Methoden wie Elektrospinning, Sprüh-Beschichtung und skalierbare Beschichtungs-Verfahren zur Verfügung. Neue Materialien und Herstellungsmethoden werden elektrochemisch in Brennstoff- und Elektrolysezellen- und Batterie-Testständen, sowie ex-situ im Mikroanalyse-Labor (µXRF, Xe-Plasma FIB/SEM, Raman-Mikroskopie, …) charakterisiert.
Abgedeckt wird die komplette Wertschöpfungskette von Katalysator- und Membranherstellung, Tinten- und MEA-Herstellung sowie elektrochemischer und mikroskopischer Analyse ab.
|
