Forscher der Goethe-Universität Frankfurt und der Technischen Universität Darmstadt haben kürzlich in Lab on a Chip einen Artikel veröffentlicht, in dem sie die fortschrittliche in-situ-Bildgebung der Strömungsdynamik und der Nanotransporterbildung in mikrofluidischen Mischvorrichtungen beschreiben. Die Studie befasst sich mit einer zentralen Herausforderung in der Mikrofluidik: dem Gewinn detaillierter Echtzeit-Einblicke in die Vermischung von Flüssigkeiten und die Anordnung von Nanotransportern (z. B. Partikel zur Wirkstofffreisetzung) unter kontrollierten Strömungsbedingungen. Mithilfe einer Kombination aus konfokaler Raman-, konfokaler Fluoreszenz- und Förster-Resonanzenergietransfer-Mikroskopie gelang es dem Team, die Bewegung von Lösungsmittelflüssigkeiten und die Partikelkeimbildung in einem serpentinenförmigen Mikromischer sichtbar zu machen und so aufzudecken, wie Grenzflächen zwischen Flüssigkeiten die Bildung von Nanotransportern beeinflussen.
Eine Schlüsseltechnologie für diese Arbeit war der Mikro-3D-Drucker S240 von Boston Micro Fabrication, mit dem die mikrofluidischen Mischchips mit der für die in-situ-Charakterisierung erforderlichen Präzision und Reproduzierbarkeit hergestellt wurden. Die Genauigkeit des S240 im Mikrometerbereich ermöglichte es den Forschern, komplexe Kanalgeometrien mit streng kontrollierten Abmessungen herzustellen, wodurch sichergestellt wurde, dass die Flüssigkeitsströme ein vorhersehbares Verhalten beibehielten und die Bildgebung detaillierte Transport- und Montageprozesse erfassen konnte. Durch die Kombination dieser hochauflösend gedruckten Geräte mit fortschrittlichen Bildgebungsverfahren liefert die Studie neue mechanische Einblicke in die mikrofluidische Vermischung und legt den Grundstein für ein optimiertes Design und die Skalierung von mikrofluidischen Systemen für pharmazeutische und therapeutische Anwendungen.
