Modulare Mikrofluidik-Plattform im Laboratory Disc-Format für die biosensorische Bestimmung von Propionsäure-Konzentrationen

Abstract:
Mikrofluidik und Lab-on-a-Chip-Technologien sind Schlüsseltechnologien für das automatisierte Prozessieren kleinster Probenmengen und Objekte für chipgestützte Test- und Analyseverfahren und deren Integration in (mobile) Gerätesysteme für vor-Ort-und Point-of-Care-Anwendungen. Die Propionsäure ist ein Schlüsselanalyt für den effizienten Betrieb einer Biogasanlage, da die Propionsäurekonzentration dann ansteigt, wenn der Fermenter nicht mehr im Normbereich arbeitet und droht anzusäuern. Das Wirkprinzip des Sensors soll darauf beruhen, dass ein exoelektrogener Bakterienstamm die Propionsäurekonzentration in ein Stromsignal übersetzt und dieses in einer Auswerteelektronik quantifiziert wird. Die hier gezeigte Modularplattform eines fluidischen Einzelsensors, gestaltet als Sandwich-Glas-Chip, besteht aus einer Flusskammer zum Transport des Analyten sowie einer darüber angebrachten Elektrodenstruktur zur elektrischen Erfassung des Signals des Bakterienstamms. Mit der Entwicklung von Lab-on-a-Chip Systemen im Format der Microfluidic- Laboratory-Discs und entsprechenden Technologien zur Erzeugung von Elektrodenanordnungen auf Polycarbonat- Trägern steht ein Tool zur Verfügung, welches die Herstellung von preiswerten Einweg-Analysesystemen (Disposables) in großen Stückzahlen erlaubt. Auf Basis des Einzelsensors wird die konzeptionelle Umsetzung des Messprinzips in einer Microfluidic-Disc als Disposable für ein Vorort-Lab-on-a-Chip-Analysesystem gezeigt.