Integration Fluoreszenter Mikrosensoren in Mikrofluidische Elektrophoreseplattformen Mittels Tintenstrahldruck und Photopolymerisation

In der vorliegenden Arbeit konnten optische, Chemosensoren erfolgreich in mikrofluidische Elektrophoreseplattformen integriert werden. Die Sensoren zeigen Änderungen von verschiedenen Umgebungsparametern wie pH-Wert, Temperatur oder Sauerstoffgehalt durch eine Veränderung ihrer Lumineszenzintensität in mikroelektrophoretischen Trennverfahren an. Diese Eigenschaften werden im Mikrochip zur Visualisierung von chemischen Spezies genutzt. Die Immobilisierung der verwendeten Indikatoren in mikochipintegrierten Sensorschichten konnte ohne Verlust der optischen Eigenschaften durch kovalente Bindung oder Einbettung in polymere Netzwerke erreicht werden. Die Mikrofabrikation von Sensorstrukturen erfolgte zum einen mittels Tintenstrahldruck und zum anderen via Photopolymerisation. Somit können ortsaufgelöst sowohl linienförmige Sensorstrukturen oder - arrays als auch planare Sensorschichten erzeugt werden. Die Integration von pH-Sensoren in mikrofluidische Chips für freiflussisoelektrische Fokussierung erlaubt die Echtzeitüberwachung des lokalen pH-Werts im Trennbett. Damit konnte die Quantifizierung des isoelektrischen Punkts verschiedener untersuchten Analyten realisiert werden. Zur Beobachtung von Elektrolysephänomenen bzw. der Joule’schen Wärmeentwicklung während der Elektrophorese wurden mikrochipintegrierte Sauerstoffsensoren bzw. Temperatursensoren entwickelt. Solche multifunktionellen mikrofluidischen Chips ermöglichen die Kombination von Trennverfahren mit integrierter Überwachung von Umgebungsparametern.