Chemie-Labor auf winzigem Mikrochip

Schematische Darstellung des Chip-Labors, mit dem es gelingt, Verbindungen, die sich gleichen wie eine Hand der anderen, selektiv darzustellen und zu erfassen.

Chemikern der Universität Leipzig ist es gelungen, die Funktionen eines großen Chemielabors auf einem winzigen Mikrochip zu vereinen. Mit diesem neuen Chip-Labor können chemische Prozesse beschleunigt und Ressourcen gespart werden, wie Detlev Belder, Professor am Institut für Analytische Chemie der Universität Leipzig, erklärte.

Gemeinsam mit dem Chemiker Christoph Schneider und anderen Wissenschaftlern hat er anstelle gewöhnlicher Laborgeräte wie Reagenzgläsern, Kolben oder Säulen Mikrochips mit haarfeinen Kanälen eingesetzt. Ihr Forschungsergebnis haben sie kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift "Angewandte Chemie" veröffentlicht (DOI: 10.1002/ange.201102331).

Während bei Computerchips Elektronen bewegt werden, besteht bei den Chemie-Chips die wesentlich größere Herausforderung, Flüssigkeiten in der Größenordnung von Nebeltröpfchen gezielt so zu manipulieren, dass im Chip alles funktioniert wie im großen Labor. Dadurch können dann die benötigten Chemikalienmengen drastisch reduziert und auch die chemischen Prozesse stark beschleunigt werden. Dieses Labor auf einem Chip ermöglicht es, innerhalb weniger Minuten eine chemische Reaktion ablaufen zu lassen und nahezu gleichzeitig die Produkte zu charakterisieren, die sich gebildet haben.

"Solche Methoden werden in der chemischen und pharmazeutischen Industrie dringend benötigt, um Prozesse schnell und unter minimalem Ressourcenverbrauch optimieren zu können", sagte Belder. Mit Hilfe der Chiptechnologie könnten ganz neue Werkzeuge erschaffen werden, mit denen die Entwicklung von Arzneistoffen zukünftig deutlich verkürzt werden kann. Zudem sei dieser Prozess dadurch auch noch viel ökonomischer und umweltfreundlicher.