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In dieser Arbeit wurde ein Mikroreaktionssystem entwickelt, welches mittels des Transports von Magnetpartikeln durch verschiedene Reaktionskammern eine Reaktion auf der Partikeloberfläche ermöglicht. Die Reaktionskammern werden hierbei durch ein Zweiphasensystem voneinander abgetrennt, welches die Diffusion der Zielmoleküle verhindert und gleichzeitig einen ungehinderten Transport der Magnetpartikel von einer Reaktionskammer zur nächsten ermöglicht. Das System wurde aufgebaut und charakterisiert.

wässriges Zweiphasensystem --- Mikrosystemtechnik --- Magnetpartikel --- Mikroreaktionssystem

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Die Modularisierung technischer Systeme bietet auf dem Gebiet der Mikrosystemtechnik im Bereich der Sensor- und Analysesysteme erhöhte Systemflexibilität bei sinkenden Herstell- und Entwicklungskosten. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung, Realisierung und Charakterisierung aktorbasierter mikrooptischer Systeme anhand eines adaptiven Mach-Zehnder Mikrointerferometers in modularer Bauweise. Als Basis dient die LIGA-Technologie in Kombination mit kommerziellen Systemkomponenten.

Mikrosystemtechnik --- Interferometer --- LIGA-Mikrosysteme --- Mikroaktorik --- modulare Mikrosysteme

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Inhalt dieser Arbeit ist die Entwicklung und Charakterisierung von Mikroreaktoren für die Kristallisation biologischer Makromoleküle, einem der Schlüsselprozesse in der aktuellen biotechnischen Forschung. Hauptziele waren die Bereitstellung neuartiger Technologieplattformen als kompakte wiederverwendbare Mikroreaktoren, deren physikalische und verfahrenstechnische Charakterisierung sowie die Überprüfung, inwieweit sich mikrostrukturierte Komponenten für den Einsatz in der Biokristallisation eignen. Die Entwicklung wurde hierbei in zwei Arbeitsabschnitte unterteilt: I) Batch-Mikroreaktor zur temperaturkontrollierten Kristallisation im Batch-Betrieb; II) Fluss-Mikroreaktor zur temperatur- und konvektionskontrollierten Kristallisation im kontinuierlichen Betrieb. Die thermische Charakterisierung der Mikroreaktoren umfasste die Analyse der Temperaturfelder und Erfassung dynamischer Parameter mithilfe von Pt-Dünnschichtsensoren und thermografischen Messungen. Die fluidischen Parameter wurden in Messungen zum Druckverlust, zur Verweilzeit- und Geschwindigkeitsverteilung ermittelt. 3D-FEM- bzw. CFD-Rechnungen dienten im Zuge der Designoptimierung zur Variantenstudie und Analyse experimentell unzugänglicher Bereiche. Experimente und Simulationen wurde anhand analytischer 1D-Modelle validiert. Untersuchungen zum temperaturkontrollierten Kristallwachstum von Modellproteinen zielten auf die Evaluierung des Mikroreaktorkonzepts und dessen Charakterisierung ab.Ein Ergebnis der Arbeit ist der Prototyp eines voll funktionsfähigen Batch-Mikroreaktors auf der Basis von Silizium-Mikrosystemtechnik und Dünnschichttechnologie zur temperaturkontrollierten Kristallisation kleiner Proteinmengen. Weiterhin gelang es durch Integration (mikro-) fluidischer Strukturen, das Mikroreaktorkonzept für den kontinuierlichen Betrieb zum Fluss-Mikroreaktor zu erweitern. Die Mikroreaktorsysteme erfüllen die thermischen und fluidischen Anforderungen der Biokristallisation. Die Temperierung ist im Bereich . = 5°C . 50°C exakt (.T < ±0,1 K) und langzeitstabil (mehrere Tage). Die Einschwingzeiten (ô < 10 s) und Temperierraten (dT/dt > ±3 s) erlauben Studien mit dynamischen Temperaturprotokollen. Im gesamten Flusssystem liegen laminare Bedingungen vor. Verweilzeitverhalten und Druckverlust (.p ¡

Proteine --- Reaktionstechnik --- Mikrosystemtechnik --- Simulation --- Mikroreaktor --- Kristallisation

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In dieser Arbeit wird eine Plattform für einwegtaugliche photonische Systeme auf Polymerbasis vorgestellt, in die sowohl organische Halbleiterlaser als auch optofluidische Laser integriert sind. Lab-on-Chip Systeme mit integrierten organischen Halbleiterlasern, Wellenleitern und Mikrofluidikkanälen werden realisiert und mit integrierten Lasern Fluoreszenz angeregt. Auf den Chips wird eine Funktionalisierung aufgebracht und es werden Wellenleitergitterkoppler aus Phospholipiden untersucht.

Optofluidik --- Mikrosystemtechnik --- Biophotonik --- Organische Laser --- Lab-on-Chip

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Kongress --- Mikrosystemtechnik ; SWD-ID: 42216175 --- Montage ; SWD-ID: 40401261