Fertigungsdesign von Lab-on-a-Chip-Geräten

Gemeinsam schneller zu Marktreife

Die mobile In-Vitro-Diagnostik ist ein wachsender Markt. Schnelle und zuverlässige Tests am Point-of-Care werden immer stärker nachgefragt. Mit Festo als Partner können Wissenschaftler, Universitäten, Start-Ups und auch etablierte Hersteller ihre Lab-on-a-Chip-Systeme schneller zur Marktreife bringen und sofort in die Serienfertigung einsteigen. Möglich wird das durch Collaborative Engineering und ein Baukastensystem mit einbaufertigen, vorgetesteten Subsystemen.

Ein einfaches System für zuverlässige Lösungen

Festo bietet einen modularen Baukasten aus bewährten Komponenten: Dazu gehören z. B. Miniaturzylinder für Aktuatorik auf kleinstem Raum, Miniaturventile zum Ansteuern dichtgepackter Kanäle und Miniatursensoren zur Überwachung des Drucks oder der Position des Lab-on-a-Chip.

Wir entwerfen auf der Grundlage Ihres mikrofluidischen Chip-Layouts einen geeigneten Ventilblock und wählen die Module aus, die Ihren Spezifikationen am besten entsprechen. Wir integrieren die Komponenten auf Ventilblöcken so, dass die Membranen auf den Mikrofluidik-Chips präzise angesteuert werden. So wird sichergestellt, dass die Chemikalien in der richtigen Reihenfolge aus den Reservoirs in die Reaktionskammern transportiert werden - für zuverlässige und reproduzierbare Prozesse.

Einbaubereites Subsystem: Die Kolbenstangen aktivieren die Membranen des Mikrofluidik-Chips.

Beim Design setzt Festo nicht nur auf Elektrik, sondern verstärkt auf Pneumatik. Die sehr kompakten Bauteile arbeiten extrem zuverlässig bei minimaler Wärmeentwicklung. Das ist insofern wichtig, da die eingesetzten Chemikalien oft hitzeempfindlich sind. Auf zusätzliche Komponenten für die Kühlung kann daher verzichtet werden. Durch eine integrierte Druck- und Vakuumerzeugung ist keine externe Luftversorgung notwendig.

Die Steuerung der Prozesse in den Festo Lösungen erfordert keine komplexe Software. Der Kunde muss also z. B. nicht auf „software of unknown provenance“ zurückgreifen. Er spart sich damit zusätzliche Kontrollen und vermeidet mögliche Risiken.

Mit Collaborative Engineering direkt in die Serienfertigung

Die Festo Ingenieure unterstützen den Kunden schon in der frühesten Planungsphase. Ausgehend vom definierten Prozessablauf – dem Assay – gestalten sie den passenden Ventilblock und wählen aus dem Baukasten die Module aus, die die Spezifikationen am besten erfüllen. Dabei können sie auf Basiselemente zugreifen, die als Funktionseinheiten bereits zwei oder mehr Komponenten integrieren – abgestimmt auf Anforderungen wie Platzbedarf oder Durchfluss.

Der Kunde erhält sehr schnell Muster, die den Automatisierungsprozess abbilden, und spart sich zeit- und kostenintensive Optimierungszyklen. Die Musteraufbauten sind bereits einbaufertige, vorgetestete Subsysteme. Nach dem Proof-of-Concept kann sofort mit der Serienfertigung begonnen werden.

Ohne eigene Musteraufbauten oder manuelle Tests zum serienfertigen System.

Ohne eigene Musteraufbauten oder manuelle Tests zum serienfertigen System.

Bewährt, zertifiziert und zuverlässig geliefert

Die gemeinsam entwickelten Lösungen bestehen aus Standardkomponenten, die Festo als weltweit führender Anbieter im Bereich der Automatisierungstechnik in kürzester Zeit in hohen Stückzahlen liefern kann. Das Qualitätsmanagement von Festo ist zertifiziert nach ISO 13485. Die Systeme und Komponenten sind aufgrund des Industriestandards sehr zuverlässig und haben sich in der Industrieautomation bewährt. Gleichzeitig sind die Vorgaben der In-vitro-Diagnostic Device Regulation IVDR bei der Entwicklung eingeflossen.

Der schnellste Weg zur Serienfertigung eines neuen Lab-on-a-Chip-Systems ist zusammen mit Festo auch der wirtschaftlichste und sicherste.

Beispiel für ein einbaufertiges Subsystem von Festo

Beispiel für ein einbaufertiges Subsystem von Festo
  • Miniaturventil VOVK: Extrem klein mit nur 6 mm Baubreite
  • Ventilblock und Kanalplatten: Kundenspezifisch und modular
  • Näherungsschalter SMT: Bauraumoptimiert und sicher
  • Kolben des Kompaktzylinders AEN: Stark und robust
  • Steckverschraubung QS und Verschlauchung: Alles aus einer Hand
Übersicht