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Zell- und molekularbiologische Messverfahren

Arbeitsgruppe 8.32

Mikrofluidische Durchflusszytometer

Partner

  RWTH Aachen Universität, Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik

Mikrochip für optische und elektrische Zellzählung bis 100 MHz

In der Arbeitsgruppe werden Mikrodurchflusszytometer entwickelt, die hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit bei der Zellzählung in Geschwindigkeit und Auflösungsvermögen mit konventionell aufgebauten Messsensoren konkurrieren können. Die Anwendungen liegen dabei im Bereich der Blutzelldifferenzierung und diagnostischer Parameter von Infektionserkrankungen. Zählung und Differenzierung der Partikel erfolgt dabei sowohl mit optischen als auch elektrischen Verfahren.

Die geringen mechanischen Abmessungen mikrofluidischer Komponenten bieten bestimmte Vorteile verglichen mit konventionellen Sensoren. Geringe Fertigungskosten erlauben den Einsatz als Einwegprodukt und die Integration in Lab-on-Chip Systemen für die patientennahe Labordiagnostik.

Die Messung der Impedanzänderung mit Gleichstrom beim Durchgang von Partikeln durch eine Messöffnung erlaubt die Differenzierung der Teilchen nach dem Volumen. Bei AC-Impedanz-Messungen mit Wechselströmen im Bereich bis 100 MHz liefern die Signale Informationen über das Zellinnere für eine weitergehende Differenzierung. Bei diesen Frequenzen erlaubt eine kleine Streukapazität der Elektroden einen sensitiven Partikelnachweis, die besonders einfach in Mikrostrukturen umgesetzt werden kann.

Veröffentlichungen

Simon P, Frankowski M, Bock N, Neukammer J.
Label-free whole blood cell differentiation based on multiple frequency AC impedance and light scattering analysis in a micro flow cytometer.
Opens external link in new windowLab Chip 16 (2016) 2326-2338.

Frankowski M, Simon P, Bock N, El-Hasni A, Schnakenberg U, Neukammer J.
Simultaneous optical and impedance analysis of single cells: A comparison of two microfluidic sensors with sheath flow  focusing.
Opens external link in new windowEngineering in Life Sciences 15 (2015) 286-296.

Theisen J, Schmidt M, Ragusch H, Neukammer J, Kummrow A.
Verfahren zum hydrodynamischen Fokussieren eines Fluidstroms und Anordnung.
Opens external link in new windowPatent DE 10 2007 017 318.2 (2014).

Frankowski M, Theisen J, Kummrow A, Simon P, Ragusch H, Bock N, Schmidt M, Neukammer J.
Microflow cytometer with integrated hydrodynamic focusing.
Opens external link in new windowSensors 13 (2013) 4674-4693.

Frankowski M, Bock N, Kummrow A, Schädel-Ebner S, Schmidt M, Tuchscheerer A, Neukammer J.
A Microflow Cytometer Exploited for the Immunological Differentiation of Leukocytes.
Opens external link in new windowCytometry A 79A (2011), 613-624.

Kummrow A, Theisen J, Frankowski M,Tuchscheerer A, Yildirim H, Brattke K, Schmidt M, Neukammer J.
Microfluidic structures for flow cytometric analysis of hydrodynamically focussed blood cells fabricated by ultraprecision micromachining.
Opens external link in new windowLab Chip 9 (2009), 972-981.