Anwendungsgebiete der Präzisions-Spritzenpumpe

Dosieren von Reaktionslösungen in mikrofluidischer Umgebung für Screeninganwendungen und miniaturisierte Synthesen.



Erzeugung von mikro-seriellen Probeströmen in Hoch-durchsatzanwendungen




Dosieren von Reagenzien mit periodischen Gradienten zur Erzeugung von Kompartimentsequenzen mit variabler Konzentration der Inhaltsstoffe (Erzeugung von Parameterräumen - z.B. bei der Wirkstoffsuche)

Im industriellen Umfeld und im Laborbereich bei der hochgenauen Dosierung von Fluiden und für die Erzeugung minimaler, genau definierter Fluidströme.



Für unterschiedlichste Lab-on-Chip Anwendungen wie z.B. DNA-Amplifikation (PCR-Chip)




Individuelle und serielle Bearbeitung von Kompartimenten und Kompartiment-Strömen in mikrofluidischen Umgebungen
(ermöglicht serielle Hochdurchsatz Verfahren)

Pulsationsfrei?

Für eine zunehmende Anzahl von Anwendungen in mikrofluidischer Umgebung ist die Pulsationsfreiheit bei der Erzeugung von Fluidströmen wichtig. Durch ihr sehr gutes Gleichlaufverhalten und die PID-geregelten Antriebe sind die Hoch-Präzisions-Spritzenpumpen der neMESYS Serie sehr gut für diese Anwendungsgebiete geeignet. Wodurch wird diese Pulsationsfreiheit erreicht? Die folgenden Eigenschaften unterscheiden die neMESYS Dosiereinheiten von herkömmlichen Spritzenpumpen oder Dilutoren und sorgen für eine nahezu pulsationsfreie Erzeugung von Fluidströmen:

	herkömmlich	neMESYS
Antrieb	Schrittmotor	Gleichstrom Servomotor
Positionsregelung	ungeregelt	Closed Loop PID Regler
Geschwindigkeitsregelung	feste Geschwindigkeit	Closed Loop PID Regler
Linearachse	Standard	Hoch-Präzisions-Achse (1 mm Steigung)
Spindel	Standard	Kugelumlaufspindel
Getriebe	ohne	bis zu 29:1
Pulsationsverhalten (Dosierung eines Fluidstromes mit 5 µl/s mit Fluoreszenz- farbstoff eingefärbt) Bilder: Friedrich-Schiller-Universität Jena

Messung der Pulsationsfreiheit

Die Pulsationsfreiheit wurde im Institut für physikalische Hochtechnologie in Jena mit einem Verfahren zur Pulsationsmessung kleinster Fluidströme ermittelt.

Zur Messung wurde ein Flowsensor verwendet. Dieser Sensor besteht aus einem Mikrokanal mit integrierten Heizer und Temperatursensoren vereint in einem Glaschip.

Sechs Temperatursensoren sind in Flussrichtung symmetrisch zu der Heizerstruktur angeordnet. Der Flowsensor nutzt den an einen Volumenstrom gekoppelten Wärmetransport für die Gewinnung des Sensorsignals.

Zu diesem Zweck wird über den Heizer eine definierte Leistung in das Fluid eingekoppelt. Dies führt zu einer symmetrischen Temperaturverteilung im Messkanal. Fließt durch den Messkanal des Sensors ein Volumenstrom, so ist dieser mit einem Wärmetransport gekoppelt und bewirkt eine Störung der Symmetrie der Wärmeverteilung im Messkanal. Diese Störgröße wird als Messgröße für die Ermittlung des Volumenstroms genutzt.