Für Lab-on-a-Chip-Anwendungen haben Forscher der University of Science and Technology of China (USTC) erfolgreich einen rotierenden, magnetisch angetriebenen Mikrofilter eingesetzt, um mit Hilfe des Nano-3D-Druckverfahrens der Zwei-Photonen-Polymerisation mikroskopisch kleine Partikel zu filtern entwickelt. Die 3D-gedruckten Filter sind nur 60 Mikrometer hoch und 70 Mikrometer breit.

Forscher der University of Science and Technology of China (USTC) haben einen rotierenden, magnetisch angetriebenen Mikrofilter entwickelt. Der Rotationsfilter in Nanogröße kann verwendet werden, um mikroskopische Partikel in einem mikrofluidischen Gerät zu filtern. Diese Geräte werden auch als Lab-on-a-Chip bezeichnet und können verwendet werden, um verschiedene Laborfunktionen innerhalb eines Chips auszuführen.

Das magnetische Material wurde mit einem präzisen 3D-Druckverfahren hergestellt, das als Zwei-Photonen-Polymerisation bekannt ist. Die Filter sind nur 60 Mikrometer hoch und 70 Mikrometer breit, mit 6,5 Mikrometer quadratischen Öffnungen auf jeder Seite. Die Arbeit der Forscher wurde unter dem Titel "Magnetically Driven Rotary Microfilter Fabricated by Two-Photon Polymerization for Multimode Filtering of Particles" veröffentlicht.

Die sogenannten Lab-on-a-Chip-Geräte enthalten komplexe Netzwerke mikrofluidischer Leitungen und können für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel: B. Durchführung von Bluttests zur Identifizierung potenzieller Krankheiten oder zum Screening von Molekülen auf therapeutische Eigenschaften. Schließlich könnte der Filter verwendet werden, um Zellen unterschiedlicher Größe für die Analyse zu sortieren, beispielsweise um zirkulierende Tumorzellen zu isolieren, die auf eine Krankheit hinweisen können.

Bei Bedarf kann der Mikrofilter von außen manipuliert werden, um beispielsweise bestimmte Partikelgrößen zu filtern oder alle Größen passieren zu lassen. Dies ist durch Beeinflussung der Richtung des externen Magnetfeldes möglich. Diese Funktionalität ermöglicht die Wiederverwendung der Chips und könnte für viele Arten von biologischen und chemischen Studien verwendet werden, die in mikrofluidischen Geräten durchgeführt werden.

»Weiterlesen: Erfahren Sie hier mehr über den Nano-3D-Druck

Mikrofilter werden häufig in Mikrofluidikchips verwendet, um Zellen oder Partikel je nach Größe der Löcher zu sortieren. Die Geräte sind jedoch nicht flexibel genug, um unterschiedliche Arten von Zellen oder Partikeln je nach Bedarf zu sortieren, da Form und Anzahl der Löcher im Mikrofilter nicht verändert werden können. Um den Nutzen mikrofluidischer Geräte zu erweitern, wurde der Filter so entwickelt, dass er frei zwischen einzelnen Modi wie Passing oder Selektive Filterung wechseln kann.

Mit Hilfe der Zwei-Photonen-Polymerisation wird ein lichtempfindliches, flüssiges Material, ein sogenannter Photoresist, polymerisiert. Um den Mikrofilter herzustellen, synthetisierten die Forscher magnetische Nanopartikel und vermischten sie mit dem Fotolack. Die Polymerisation lässt sich dank der Zwei-Photonen-Absorption sehr präzise durchführen, was die Herstellung komplexer Strukturen auch im Mikrometerbereich ermöglicht. Alle anderen 3D-Druckanwendungen in der Forschung werden auch in Zukunft vom 3D-limitless Magazin kostenlos angeboten (Newsletter abonnieren).

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