Das Labor auf dem Chip ersetzt das Reagenzglas. Nur noch winzige Tropfen genügen, um eine Analyse durchzuführen oder einen neuen Wirkstoff zu indentifizieren. Allerdings bewegen sich die flüssigen Chemikalien durch die Tausendstel Millimeter dünnen Kanäle auf diesen so genannten Lab-On-Chip-Systemen nicht so gut, wie es die Forscher wünschen. Amerikanische Wissenschaftler haben dafür nun eine Lösung: Sie lassen einzelne Mikrotropfen ganz ohne Kanal über eine Oberfläche tanzen – allerdings exakt kontrolliert über ein Netzwerk von Elektroden.
“Das funktioniert total ohne Wände”, beschreibt Orlin Velev, Chemiker von der North Carolina State University in Raleigh, sein Leitungsprinzip. In einen nur wenige Zentimeter großen Chip integrierte er hunderte kleiner elektrischer Leiterbahnen. Über ein Programm wird durch diese wechselweise Strom geschickt. Die Folge: Über die elektrische Anziehung der Moleküle in der Flüssigkeit ? der Fachmann spricht von Elektrophorese ? können so ganze Mikrotropfen wie von Geisterhand gesteuert werden.
Für den Bau der winzigen Elektroden nutzte Velev nanotechnologische Methoden. Durch eine Lösung mit millionstel Millimeter kleinen Goldpartikeln schickte er einen Strom. Je nach Verlauf dieses Stromflusses setzten sich die Goldpartikel spontan ab und bildeten die gewünschte Mikroelektrode.
Bisher kann Velev nur zwei bis drei Tropfen in ihrem freien Tanz über den Chip kontrollieren. Treffen sie aufeinander, vereinigen sie sich und können je nach Zusammensetzung eine chemische Reaktion in Gang setzen. “Im Prinzip lässt sich daraus eine mikroskopisch kleine Fabrik bauen”, schaut Valev in die Zukunft seiner kanallosen Laborchips, die er auf der Tagung der American Chemical Society der Fachwelt präsentierte.
Jan Oliver Löfken
