Lassen sich Flüssigkeiten in einem Reagenzglas oder Kochtopf mit ein wenig Schütteln und Rühren gut mischen, wird es in den winzigen Reaktionsmulden auf einem Biochip schwierig. Doch für genaue Analysen und verlässliche Produkte müssen auch die milliardstel Liter (Nanoliter) an Reaktionsflüssigkeiten optimal verrührt werden. Französische und amerikanische Forscher entdeckten nun, dass winzige Mikrorippen auf den Wänden der Reaktionsmulden das Mischverhalten deutlich verbessern kann.
Es ist schwierig, flüssige Lösungen in Mikrokanälen zu mischen, berichten Abraham Stroock und seine Kollegen im Fachblatt “Science” (Vol. 295, S. 647). Denn in Reaktionsgefäßen von wenigen Mikrometern Durchmesser strömen die Flüssigkeiten relativ gleichmäßig ein. Feine Rippen auf den Gefäßwänden verursachen durch häufigere Querströmungen ein geradezu chaotisches Strömungsverhalten, entdeckten die Forscher von der Harvard University in Cambridge und von der Ecole Supérieure de Physique et Chimie in Paris. Die Substanzen vermischen sich dadurch besser. Mit einer speziellen Kamera beobachteten sie, wie im Fischgrät-Muster oder regelmäßig angeordnete Rippen die Flüssigkeiten verwirbelten.
Diese feinen Strukturen konnten die Wissenschaftler mit herkömmlichen photolithografischen Verfahren herstellen, wie sie prinzipiell auch bei der Chip-Produktion angewendet werden. Werden die Mulden auf einem Biochip bereits mit solchen Rippen vorbereitet, erübrigt sich ein aufwändiges Vermischen der Substanzen mit teuren Mikromixern oder variabel geregelten Pumpen.
Jan Oliver Löfken
