48
Lab-on-a-chip
nr.12 september 2015 / MAGAZINE VAN de
Tekst Tom Jeltes foto Bart van Overbeeke
Wellicht associëren we het woord ‘laboratorium’ in de toekomst niet langer met een werkruimte met speciale apparaten, bediend door mensen met veiligheids brillen en witte labjassen, maar met een ‘device’ dat op een creditcard past en middenin de Afrikaanse jungle met een smartphone kan worden uitgelezen. Met het vernieuwde Microfab lab hoopt de TU/e haar rol in het onderzoek naar dergelijke ‘labs-on-chips’ te versterken. 1979 Onderzoekers van Stanford University ontwikkelen de eerste lab-on-a-chip in de vorm van een geminiaturiseerde gaschromatograaf. Het apparaatje bevat een anderhalf meter lange, spiraalvormige kolom, die met behulp lithografische technieken uit de computerindustrie is aangebracht op een siliciumplaatje met een doorsnede van vijf centimeter.
Ca. 1990 Diverse Europese onderzoeksgroepen ontwikkelen onder meer micropompen en stromingssensoren die later zullen dienen als basis voor complete microfluïdische laboratoria, waarin vloeistoffen worden geanalyseerd in kanaaltjes met een doorsnede van minder dan een millimeter.
1998 Wetenschappers van Harvard University laten zien dat je het transparante en gasdoorlatende polymeer PDMS kunt gebruiken om een lab-on-a-chip te maken, zonder een cleanroom met dure apparatuur. 2009 Onderzoekers van Functional Organic Materials and Devices (Scheikundige Technologie, TU/e) ontwikkelen minuscule flapjes op basis van plastic vloeibare kristallen, die onder invloed van licht in beweging komen. Deze vinding kan in labs-on-a-chip worden gebruikt om vloeistoffen te transporteren en mengen.
2010 Om op grote schaal labs-on-a-chip te kunnen produceren d.m.v. spuitgieten, wordt ingezet op thermoplastics onder meer door grote spelers zoals Sony en Philips, die ervaring hebben met spuitgieten bij de productie van cd’s en dvd’s.
2013 Geïnspireerd door de natuur ontwikkelen onderzoekers in de Microsystems-groep (Werktuigbouwkunde, TU/e) kunstmatige cilia. Dit zijn trilhaartjes die met een magnetisch veld kunnen worden bewogen en die geïntegreerd kunnen worden in microfluïdische chips; met behulp hiervan kan vloeistof worden voortbewogen en gemengd in de chip.
2015 De TU/e opent het vernieuwde Microfab lab. Onderzoekers beschikken hier over cleanroomfaciliteiten, lithografische apparatuur, 3D-printers en lasersnijders om snel prototypes te maken van labs-on-a-chip. Ook is er een cellaboratorium voor biologische experimenten.
2015 De TU/e is medeoprichter van het nieuwe Nederlandse instituut hDMT, waarbinnen wordt geprobeerd om medicijnen te ontwikkelen met behulp van microtechnologie, onder meer door mini-organen te kweken op chips.
2014 Onderzoeker Maarten Merkx (Biomedische Technologie, TU/e) krijgt een Europese Proof of Concept-subsidie om een eiwitsensor te ontwikkelen waarmee infectieziektes zichtbaar kunnen worden gemaakt door het verkleuren van een strookje papier. Deze extreem simpele variant op de ‘lab-on-a-chip’ kan met een smartphone worden uitgelezen, en moet zo goedkoop worden dat hij ook geschikt is voor ontwikkelingslanden.