Im Fokus stehen innovative Plattformtechnologien, die die gesamte Wertschöpfungskette von der Probenhandhabung bis zur hochauflösenden Detektion abdecken. D.h. auch die Expertise aus dem Bereich der Mikrofertigung (Metall, Kunststoff) sowie die Entwicklung und Bereitstellung von Komponenten, Systemen und Tools, die unterstützend in den Schwerpunkten 1 bis 3 eingesetzt werden bilden einen wichtigen Entwicklungsschwerpunkt.
Technologische Herausforderungen
Die Integration von Mikrofluidik mit hochsensitiven Detektionssystemen erfordert die Überwindung fundamentaler physikalischer und fertigungstechnischer Barrieren. Kritische Aspekte sind die Minimierung von Totvolumina, die Vermeidung von Kreuzkontaminationen, die Reproduzierbarkeit bei Massenfertigung sowie die Kompatibilität verschiedener Materialien und Fertigungsverfahren. Zudem müssen optische, elektrische und fluidische Komponenten auf engstem Raum integriert werden, ohne Kompromisse bei Sensitivität und Robustheit einzugehen.
Entwicklungsziele
Das Netzwerk entwickelt modulare Toolkits bestehend aus: (1) Mikrofluidischen Grundbausteinen mit präziser Flusssteuerung im Nano- bis Mikroliterbereich, (2) Multifunktionalen Sensoren für parallele Multiparameter-Analysen, (3) Miniaturisierten optischen Systemen für hochauflösende Bildgebung und Spektroskopie, (4) Automatisierten Handhabungssystemen für Lab-on-a-Chip-Anwendungen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Fertigungsverfahren wie Femtosekunden-Laserstrukturierung, MEMS-Technologie, 3D-Druck und Präzisions-Spritzguss werden kostengünstige, skalierbare Produktionsprozesse etabliert.
Innovationspotenzial
Die Kombination deutscher Präzisionsoptik und -mechanik mit italienischer Expertise in Photonik und Mikrostrukturtechnologie schafft einzigartige Systemlösungen. Erwartet werden portable Point-of-Care-Geräte für personalisierte Medizin, Umwelt-Monitoring-Systeme für Echtzeit-Schadstoffdetektion sowie automatisierte Screening-Plattformen für Pharma und Biotechnologie, die Analysekosten um 70% senken und Durchsatzraten verzehnfachen können.