Discrete Chemical Release For Biological Applications

用于生物应用的离散化学品释放

• 批准号: 27480531
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Roland Zengerle
• 金额: --
• 依托单位: Professur für Anwendungsentwicklung
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/27480531?language=en
• 关键词: Discrete; Chemical; Release; Biological; Applications

Im Rahmen des Projektes soll eine neue Methode erforscht werden, mit welcher chemische Substanzen im Pikolitervolumenbereich mit einer sehr hohen Orts- (100 µm) und Zeitauflösung (20 µs) freigesetzt werden können. Die Methode basiert auf einem gepulsten Transfer einzelner, quantisierter Flüssigkeitströpfchen im Pikoliter- Volumenbereich. Die Tröpfchen werden von einer Düse ausgestalten und überwinden eine luft- oder ölgefüllte hydrophobe Kammer bevor sie von einer Aufnahme-Apertur am Wirkort absorbiert werden. Die zu untersuchende Freisetzungsmethode könnte eine neue Schlüsseltechnologie für die präzise, kontrollierte Abgabe von biologisch wirksamen Substanzen (wie z. B. pharmakologische Wirkstoffe und Neuretransmitter) für moderne klinische Therapie und für biologische Grundlagenforschung darstellen. Die Forschungsschwerpunkte sind einerseits auf die mikrotechnologische Fertigung der Dosiersysteme als auch auf die theoretische und experimentelle Untersuchung der Mechanismen und Charakteristika der Dosiermethode gerichtet. Dazu wird zunächst ein theoretisches Modell entworfen, um das Volumen und die Geschwindigkeit der Mikrotröpfchen durch die hydrophobe Kammer vorhersagen zu können. Dadurch kann der Einfluss der Düsengeometrie und der Flüssigkeitseigenschaften auf den Transport der Pikoliter-Flüssigkeitstropfen quantitativ analysiert werden. Anschließend werden für ein spezielles Design numerische Simulationen mittels kommerzieller Computional Fluid Dynamics (CFD) Software durchgeführt. Durch die Simulation werden die gepulste Tropfenbildung und der Tropfenabriss in einer hydrophoben Luft- und Öl-Kammer untersucht. Der Einfluss der Dimensionen der hydrophoben Kammer und anderer Systemparameter auf Tropfenbildung und -abriss können so quantitativ verstanden und optimiert werden. Basierend auf den Parametern werden Dosiersysteme mikrotechnisch hergestellt. Für die Generierung der gepulsten Flüssigkeitstropfen wird auf das BubbleJet Prinzip zurückgegriffen und werden Mikro-Heizer eingesetzt. Die dreidimensionalen Strukturen der mikrofluidischen Kanäle, der Düsen und der hydrophoben Kammern werden in SU-S Technologie realisiert. Die hergestellten Systeme werden hinsichtlich Zuverlässigkeit der hydrophoben Kammern bei realen Tropfenbildungs- und Tropfenabrissstudien untersucht. Schließlich wird sowie die Leistungsfähigkeit der vorgeschlagener » Methode für die chemischen Stimulation überprüft- Aus dem Vorhaben sind grundlegende Forschungsergebnisse zu erwarten, welche den Weg bereiten für den Einsatz der neuen Methode bei klinisch relevanten, physiologischen Fragestellungen. Außerdem sind die zu erwartenden Ergebnisse auch für weitere Anwendungsfelder relevant, wie z. B. in der biomedizinischen Diagnostik und Analyik.

Im Rahmen des Projektes soll eine neue Methode erforscht werden, mit welcher chemische Substanzen im Pikolitervolumenbereich mit einer sehr hohen Orts- (100 µm) and Zeitauflösung (20 µs) freigesetzt werden können.该方法基本用于传输单个数据，量化 Flüssigkeitströpfchen im Pikoliter- Volumenbereich。 Die Tröpfchen werden von einer Düse ausgestalten und überwinden eine luft- oder ölgefüllte Hydrophobe Kammer bevor sie von einer Aufnahme-Apertur am Wirkort Absorbiert werden。 Die zu untersuchende könnte eine neue Schlüsseltechnologie für die präzise, kontrollierte Abgabe von biologisch wirksamen Substanzen (wie z. B. pharmakologische Wirkstoffe und Neuretransmitter) for Moderne klinische Therapie and für biologische 基本研究。剂量系统的微技术研究以及剂量方法法的机理和特性的理论和实验。 Dazu 是一个理论模型，它的体积和微旋翼的几何形状都与疏水性 Kammer vorhersagen zu 相关。 Dadurch 可以用于 Pikoliter-Flüssigkeitstropfen 定量分析中的运输几何和 Flüssigkeitseigenschaften。详细了解计算流体动力学 (CFD) 软件的设计数值模拟。模拟在疏水性空气和 Öl-Kammer 中进行 Tropfenbildung 和 der Tropfenabriss 的模拟。疏水性尺寸和系统参数的流入和减少可用于定量理解和优化。基本参数是微技术剂量系统的参数。介绍了 BubbleJet 原理和 Mikro-Heizer 技术的原理。 SU-S 技术中的微流体结构、Düsen 和疏水性 Kammern werden 的立体结构。该系统是针对真实的 Tropfenbildungs- 和 Tropfenabrissstudien untersucht 进行疏水性研究的系统。 Schließlich wird sowie die Leistungsfähigkeit der vorgeschlagener » Methode für die chemischen Stimulation überprüft- Aus dem Vorhaben sind grundlegende Forschungsergebnisse zu erwarten, welche den Weg bereiten für den Einsatz der neuen Methode bei klinisch相关， 生理学 Fragestellungen。 Außerdem sind die zu erwartenden Ergebnisse auch für weitere Anwendungsfelder 有关，wie z。 B. 生物医学诊断和分析。