Dielektrophorese-basiertes Lab-on-Chip-System zur Separation von Mikroalgen

Konferenz: MikroSystemTechnik 2019 - Kongress
28.10.2019 - 30.10.2019 in Berlin, Deutschland

Tagungsband: MikroSystemTechnik Kongress 2019

Seiten: 3Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Barai, Arohi; Birkholz, Mario (IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik, 15236 Frankfurt (Oder), Deutschland)
Flügge, Jennifer; Hutari, Andri; Neubauer, Peter (Fachgebiet Bioverfahrenstechnik, Institut für Biotechnologie, TU Berlin, 13355 Berlin, Deutschland)

Inhalt:
Mikroalgen können als biologische Mikrosysteme von meist sphärischer Gestalt mit Durchmessern von wenigen bis zu einigen 100 µm aufgefasst werden. Abb. 1 zeigt ein Ensemble von Aurantiochytrium sp. Zellen mit Durchmessern ab15 bis 40 µm [1]. Als Produzenten von hochwertigen, mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind sie als vielversprechender Rohstoff für die Biokraftstoffherstellung der dritten Generation, die Entwicklung von Pharmazeutika, organischen Polymeren und die Nahrungs- und Futtermittelindustrie im Bereich der Forschung und industriellen Nutzung von steigendem Interesse [2]. Zur Lipidgewinnung aus Mikroalgen wird ein Separationsverfahren benötigt, das adulte, lipidhaltige von Zellen trennt, die sich noch in der Wachstumsphase befinden. Hierfür kommt die Dielektrophorese (DEP) in Betracht, die die Polarisierbarkeit von Partikeln in inhomogenen elektrischen Feldern ausnutzt. Durch Anlegen einer Wechselspannung werden, je nach eingestellter Frequenz ƒ, anziehende oder abstoßende Kräfte erzeugt (positive oder negative DEP) [3]. Durch die mikrosystemtechnische Integration von Elektroden in mikrofluidische Lab-on-Chip-Systeme wird so eine gesteuerte Bewegungsänderung der Partikel anhand ihrer Eigenschaften wie Größe, Dielektrizitätszahl sowie Leitfähigkeit und damit eine Zellseparation möglich [4].