Mikrofluidik Messung von gelösten Gasen in mikrofluidischen Einheiten

Die zuverlässige, nicht-invasive Messung von gelösten Gasen ist beim Einsatz von mikrofluidischen Einheiten in biologischen Anwendungen ein wichtiger, aber auch schwieriger Aspekt. Ein neues Messgerät verspricht nun Abhilfe.

Anbieter zum Thema

Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH

PCE Deutschland GmbH

Anton Paar Germany GmbH

PreSens - Precision Sensing GmbH

Mikrofluidische Einheiten für biologische Anwendungen erlauben nur ein geringes Volumen an Kulturmedium und sehr niedrige Durchflussraten. So wird eine Minimierung benötigter Reagenzien erreicht. Allerdings stellt es eine Herausforderung dar, die Konzentrationen verschiedener Stoffe in diesen geringen Mengen an Kulturmedium zu messen. Für die biologische Anwendung von mikrofluidischen Einheiten ist es von großer Bedeutung, bereits kleine Änderungen in der Konzentration verschiedener, im Medium gelöster Gase entsprechend schnell bestimmen zu können.

Um eine passende Umgebung für die zellulären Komponenten zu gewährleisten, muss das Niveau von gelösten Gasen im zirkulierenden Medium im physiologischen Bereich liegen. Entscheidend ist die schnelle Ansprechzeit von Sensoren, um einen Feedback-Mechanismus zu entwickeln, der die prompte Anpassung der Gaskonzentrationen ermöglicht. Die kleinen Volumina an Kulturmedium, die in mikrofluidischen Geräten verwendet werden, ermöglichen keine Entnahme von Proben für Analysen.

Die Möglichkeit ein nicht-invasives Überwachungssystem einzusetzen, spielt daher eine entscheidende Rolle, bei der Entwicklung derartiger Geräte. Der entsprechende Sensor darf allerdings nur eine begrenzte Menge des zu messenden Gases verbrauchen – nicht nur wegen der kleinen Mengen an Medium, sondern auch wegen der niedrigen Durchflussraten in mikrofluidischen Einheiten.

Kohlendioxid nicht-invasiv bestimmen

Das pCO2 mini von Presens kann zusammen mit chemisch optischen CO₂-Sensoren Kohlendioxid in der Umlaufflüssigkeit eines solchen Systems nicht-invasiv bestimmen. Tests zeigten, dass das Gerät im Bezug auf die Stabilität der Messergebnisse, Ansprechzeit und Flexibilität bei der Anwendung, ein handelsübliches elektrochemisches Messsystem signifikant an Leistung übertrifft.

Es hat nur einen Durchmesser von 5 mm und eine Dicke von 1 mm. Auf diese Weise nimmt der CO₂-Sensor-Spot sehr wenig Platz ein, wenn er mit der Lösung in Kontakt gebracht wird.

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