Durch eine technische Innovation ist es der Firma Spetec gelungen, eine Doppelspritzenpumpe zu entwickeln, bei der die erste Spritze entleert und die zweite gefüllt wird.
Der Begriff Lab-on-a-Chip bezeichnet ein System, welches die gesamte Funktionalität eines makroskopischen Labors auf einem Substrat unterbringt. Das Herzstück von der Größe einer Kreditkarte ist ein mikro-fluidischer Chip, meist aus Kunststoff oder Glas gefertigt in dem Kanäle zum Transport von Flüssigkeiten, Analyten oder Reaktanden eingeprägt sind.
Mit dieser Technologie lassen sich geringste Mengen (wenige Piko- oder Mikroliter) einer Flüssigkeit auf einem einzigen Chip vollständig und automatisch analysieren bzw. zu einer Reaktion zusammenzuführen. Dabei können biologische, chemische oder physikalische Prozesse ablaufen, die sonst nur in großen Reaktoren möglich wären.
Ihr Erfolg ist einerseits auf die geringe Größe des Moduls zurückzuführen, aber auch auf den niedrigen Verbrauch wertvoller Chemikalien und die hohe Geschwindigkeit einer Analyse oder Reaktion.
Ist ein Modul einmal entworfen, so lassen sich solche Chips in großer Anzahl zu einem niedrigen Preis fertigen, und so viele Anwendungen mit einem Wegwerfprodukt ermöglichen z.B. in der medizinischen Diagnostik. Aufbau, Funktion und Anwendungen werden in der Fachliteratur beschrieben.
Die Funktionalität komplexer Lab-on-a-Chip-Systeme wird durch aktive Komponenten wie Mikroventile und Pumpen gewährleistet und den Pumpen kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, um den geförderten Flüssigkeitsstrom konstant und reproduzierbar vorzugeben.
Für das pulsationsfreie Fördern von Flüssigkeiten mit einer geringen Flussrate haben sich Spritzenpumpen sehr bewährt. Bei Langzeitanwendungen mussten bisher die Spritzen manuell ausgewechselt werden. Durch eine technische Innovation ist es der Firma Spetec GmbH nun gelungen, eine Doppelspritzenpumpe zu entwickeln, bei der die erste Spritze entleert und die zweite gefüllt wird.
Im Foto ist die Motoreinheit der Spetec GmbH Symax Spritzenpumpe abgebildet. Auf der oberen Trägerplatte sind die beiden Köpfe der Spritzenhalter mit dem darunter liegenden Spindelschlitz zu sehen. Eine Schnellspannvorrichtung erleichtert einen schnellen Austausch beider Spritzen.
Die Spritzen mit 5 (aus Polypropylen – PP), 20 ml und 50 (PP) mL lassen sich schnell und einfach wechseln. Die Flussraten lassen sich über einen Bereich von 6 Größenordnungen von 30 pL/s bis zu 760 µL/s mittels mitgelieferter Software variieren, und es können mehrere Module (bis zu 6 in einer Kombibank) einzeln angesteuert werden.
Die Verbindung mit dem Chip erfolgt direkt über Schlauchanschlüsse auf dem Chip und häufig sind auf dem Chip zusätzlich Split Systeme eingebaut, um den Durchfluss durch die µ-Kanäle weiter zu reduzieren.
Doppelspritzenpumpen lassen sich überall dort einsetzen, wo geringste Flüssigkeitsmengen über lange Zeiträume reproduzierbar, kontinuierlich und pulsationsfrei z. B. in mikrofluidischen Systemen gefördert werden müssen. Die Steuerungssoftware ermöglicht den Betrieb von bis zu 6 Doppelhubpumpen im automatischen Dauerbetrieb gleichzeitig, wobei auf eine einfache Bedienbarkeit der Software besonderer Wert gelegt wurde.
