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Microfluidische

Mikrofluidik bezeichnet das Design, die Herstellung und den Einsatz von Systemen, die Flüssigkeiten im Mikroliter- bis Nanoliterbereich präzise steuern und analysieren. Typischerweise umfassen Mikrofluidik-Chips verschlossene Kanäle, Misch- oder Trennstrukturen sowie Pump- oder Ventilsysteme, die Flüssigkeiten kontrolliert transportieren und reagieren lassen. Ziel ist oft die Miniaturisierung von Laborprozessen, die Integration mehrerer Arbeitsschritte und schnellere Analytik.

Die Geräte verwenden Materialien wie Polymere (zum Beispiel PDMS oder Thermoplaste), Glas oder Silizium und werden

Zu den gängigen Antriebstechniken gehören Pumpen, Ventile, elektrokinetische Kräfte sowie kapazitive oder chemische Aktuatoren. Mikrofluidische Systeme

Anwendungen finden sich in Biologie, Medizin, Chemie und Umwelttechnik: Point-of-Care-Diagnostik, genomische und proteomische Analysen, Einzelzelluntersuchungen, Drug

Herausforderungen umfassen Kosten, Fertigungs-Komplexität, Standardisierung, Reproduzierbarkeit, Probenkompatibilität und die Integration mit externen Geräten. Zukünftige Entwicklungen zielen

durch
mikrostrukturierte
Herstellungsverfahren
wie
Soft
Lithography
oder
Mikromachining
produziert.
Ein
zentrales
Merkmal
ist
die
laminare
Strömung
bei
kleinen
Reynolds-Zahlen,
wodurch
Mischprozesse
überwiegend
durch
Diffusion
oder
aktive
Steuerung
erfolgen.
Unterkategorien
umfassen
droplet-based
Mikrofluidik
(Bildung
und
Manipulation
einzelner
Blasen)
und
digitale
Mikrofluidik
(elektrokinetische
oder
Elektro-Wetting-basierte
Steuerung
einzelner
Flüssigkeitsmengen).
ermöglichen
Hochdurchsatz,
Automatisierung
und
die
Integration
von
Probenaufbereitung,
Reaktionssteuerung
und
Detektion
in
einem
einzigen
Chip,
wobei
häufig
optische,
elektrochemische
oder
molekularbiologische
Nachweise
verwendet
werden.
Screening,
Synthese
kleiner
Moleküle
und
Umweltmonitoring.
Mikrofluidische
Plattformen
werden
in
der
Forschung
weit
genutzt
und
gelangen
schrittweise
in
klinische
Anwendungen
sowie
kommerzielle
Point-of-Care-Geräte.
auf
robuste,
anwenderfreundliche,
skalierbare
Systeme,
bessere
Materialverträglichkeit
und
umfassendere
Automatisierung.