Messung von gelösten Gasen in mikrofluidischen Einheiten

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In den folgenden Tests wurde geprüft, ob das pCO2 mini dazu geeignet ist, sich ändernde Konzentrationen an gelöstem CO₂ in einer mikrofluidischen Einheit zu messen, die später in einem mikrofluidischen biologischen Kultivierungsgerät zum Einsatz kommen soll.

Zwei Anordnungen wurden hierbei getestet. Zum einen wurde eine Durchflusszelle mit integriertem CO₂-Sensor außerhalb der mikrofluidischen Einheit angebracht, zum anderen wurde ein CO₂-Sensor-Spot direkt in die Einheit selbst integriert. Die Wiederholbarkeit der Messungen und Ansprechzeit des Sensors wurden gemessen und mit einer handelsüblichen Severinghaus-Elektrode verglichen.

Sensoren in mikrofluidischen Einheiten

Zur Messung von gelöstem Kohlendioxid wurde die CO₂-Durchflusszelle mit integriertem, chemisch optischem Sensor von Presens in Serie mit einer handelsüblichen Severinghaus-Durchflusszelle angebracht. Dazu wurden Viton-Verbindungsschläuche (1/16“ ID) verwendet, die ausgewählt worden waren, um den Gastransport durch das Schlauchmaterial zu minimieren. Mit CO₂ versetztes Wasser in zwei unterschiedlichen Konzentrationen (5 % und 10 % pCO₂) wurde abwechselnd mit einer peristaltischen Pumpe und einer Rate von 900 µl/min durch die Durchflusszellen mit den Sensoren gepumpt. Beide Sensoren wurden unter Verwendung dieser Flüssigkeiten kalibriert.

Der chemisch optische Sensor wurde mit nur einer der Flüssigkeiten kalibriert. Dazu steht in der Software eine 1-Punkt-Kalibrierung zur Verfügung, die nach Eingabe von Herstellerdaten einer Werkskalibrierung, durchgeführt wurde. Das pCO2 mini übertrug die Daten der Durchflusszelle auf einen PC, während ein Labtrax-Datenerfassungsmodul die Messwerte des Severinghaus-Sensors auf einen Rechner speicherte. Um das Verhalten eines chemisch optischen CO₂-Sensors innerhalb der mikrofluidischen Einheit zu testen, wurde in einer speziell dafür vorgesehenen Kammer auf der Innenseite der Acrylwand, ein Sensor-Spot mit Kwiksil-Silikonkleber angebracht.

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