Mikrofluidik
Mikrofluidische Komponenten und Systeme für innovative Produkte
Kompetenzen | Anwendungsbeispiele | Team | Netzwerke & Kollaborationen | Ausgründungen | Projekte | Wichtigste Publikationen | In den Medien
Kompetenzen
Im Zentrum unserer Forschung stehen mikrofluidische Komponenten wie z.B. Mikrodosierventile, Tropfensensoren, Strömungssensoren, Einwegkomponenten u.ä., die wir gezielt im Hinblick auf konkrete, neuartige Anwendungen entwickeln. In Gesamtsysteme integriert realisieren wir damit vollautomatisierte, miniaturisierte und produktnahe Prototypen innovativer Laborgeräte. Die einzigartige Funktionalität dieser Geräte demonstrieren wir in den jeweiligen Anwendungen und darüber hinaus durch Charakterisierung mittels quantitativer physikalischer und molekularbiologischer Methoden. Unsere Forschung findet überwiegend Anwendung in der industriellen und pharmazeutischen Produktion, der in-vitro Diagnostik, der Laborautomatisierung und der Medizintechnik. Besondere Anwendungskompetenz besitzen wir
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Liquid-Handling-Lösungen | ||
In unserer Forschung realisieren wir innovative, miniaturisierte Automatisierungslösungen auf Basis neuer kontaktfreier Sensor- und Dosiertechnologien. Unsere Aktivitäten erstrecken sich
Wir entwickeln sowohl Komplettlösungen und Module, als auch Einzelkomponenten z.B. zur Online-Prozesskontrolle. Unser Fokus liegt dabei
Aus diesem Tätigkeitsfeld heraus wurde 2014 das Start-up und cytena GmbH zur Kommerzialisierung unserer patentierten Einzelzelldruck-Technologie gegründet.
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Mikrodispenser & Dosierventile – | ||
Unser Spezialgebiet ist die kontaktfreie Dosierung kleinster Flüssigkeitsmengen im Mikro- und Nanoliterbereich (Pikoliterbereich) als frei fliegende Mikrotropfen oder Flüssigkeitsstrahlen. Wir erforschen neue Verfahren
Solche Verfahren spielen z.B. in der pharmazeutischen Forschung, bei industriellen Beschichtungen und dem 3D-Druck eine wichtige Rolle. Bei der Entwicklung von Mikrodosiersystemen fokussieren wir uns auf Präzision, Zuverlässigkeit und Kontaminationsfreiheit durch Verwendung von hygienischen Einwegbauteilen. Aus diesem Tätigkeitsfeld heraus wurde 2005 das Start-up BioFluidix GmbH zur Kommerzialisierung unserer patentierten PipeJet-Technologie gegründet.
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8d4561341a0f7c2751b9d9f26ec8bc26 Top Spot, Teilen & Download | |
Fluidische Messtechnik: | ||
Das von uns entwickelte Multi-Prinzip-Volumenmesssystem vereint berührungslose Messverfahren auf Basis integrierter und miniaturisierter Sensoren und hochpräzise Referenzmethoden. Durch unsere eigens entwickelte Software und die Kombination verschiedener Messtechniken haben wir ein geeignetes Werkzeug zur vollautomatisierten Charakterisierung und Visualisierung von Dosierprozessen aller Art. Unser Methodenspektrum umfasst
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a81e344a48fe8a20b8a7dfa946c0fbd6 Nano Jets, Teilen & Download |
Anwendungsbeispiele
Lebenswissenschaften | ||
Im Rahmen des 3D-Bio-Printing erforschen wir das digitale Drucken von künstlichem Gewebe zur Vermeidung von Tieversuchen (Organ-On-Chip-Systeme) sowie für Anwendungen in der regenerativen Medizin (Lebende Implantate). Dabei fokussieren wir uns auf das Drucken von künstlichen Nierengewebe als in-vitro Modelle und auf vaskularisierte Knochengewebe für den perspektivischen Einsatz in der Medizin. Die Analyse von einzelnen lebenden Zellen sind wichtige Technologien im Bereich der Grundlagen- und der Krebsforschung. Hier haben wir mit unserer einzigartigen Einzellzelldruck-Technologie ein flexibles Werkzeug geschaffen, um die Heterogenität von Zellen und zelluläre Prozesse besser erforschen zu können. Gemeinsam mit unseren Ausgründungen (cytena GmbH und Actome GmbH) forschen wir an innovativen Analyseverfahren, um Proteine und Protein-Interaktionen quantitativ in einzelnen Zellen nachweisen zu können. Zur Entwicklung von monoklonalen Zellinien forschen wir an autonomen Mikrobioreaktoren und miniaturisierten Prozessen, um damit Kosten und Entwicklungszyklen für Biopharmazeutika zu reduzieren.
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31569572028bff58a5162a9ba256a47f Drucken einer Zellsusupension,
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Industrielle Anwendungen | ||
Die von uns entwickelte und patentierte StarJet-Technologie zum Drucken flüssiger Metal-Mikrotropfen wird im wesentlichen im Bereich 3D-Metall-Druck und 3D-Multi-Material-Druck eingesetzt. Unter Verwendung von Lötzinn, Aluminium und anderen Metallen realisieren wird hochpräzise Mikrostrukturen zur elektrischen Kontaktierung von mikroelektronischen Bauteilen und Solarzellen. Unsere kontaktfreien Verfahren eignen sich für
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094ef2c2bc27cd00ba48b2973da81869 Metal Printing, Teilen & Download |
Team
- Dr. Sabrina Kartmann, Bereichsleiterin
- Dr. Stefan Zimmermann, Gruppenleiter
- Dr. Zhe Shu, Gruppenleiter
- Daniel Frejek, Wiss. MA
- Daniel Straubinger, Wiss. MA
- Robert Voelckner, Wiss. MA
- Larissa Schiedel, Wiss. MA
- Germán Matiás Hansen, Wiss. MA
- Nicolás Franck, Wiss. MA
- Jianguo Feng, Wiss. MA
- Zeba Khan, Doktorandin
- Viktoria Zieger, Doktorandin
- Anusan Rajmohan, Doktorand
- Lea Zausch,Diktorandin
- Tobias Wiegand, Bachelor-Student
- Arsalaan Azeez, Masterstudent
- Rakshith Mundkur, Masterstudent
- Krishanth Murali, Hiwi
- Maryam Hassanbeikinoghondar, Hiwi
- Chandana Lakshman Hedge, Hiwi
- Stephan Oranth, Praktikant
Netzwerke & Kollaborationen
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Freiburger Zentrum für |
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Ausgründungen
„BioFluidix wurde als Mikrotechnologieunternehmen 2005 aus der Arbeitsgruppe ausgegründet und hat sich auf Liquid Handling kleinster Volumina spezialisiert. Heute ist BioFluidix mit seinen proprietären Technologien wegweisend bei Druck-, Dosier- und Beschichtungs-Lösungen und hilft damit seinen Kunden den Verbrauch teurer Medien zu minimieren, den Durchsatz zu erhöhen und somit Kosten bei den täglichen Prozessen zu sparen." Mit Doppelklick auf das Bild können Sie das Video in voller Größe sehen.
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8ec59a9ba949a44a76df64964b7b04b7 BioFluidix GmbH – Microneedle Coating with the BioSpot Workstation | |
cytena, founded in 2014, is a life science company and provides fully automated single-cell dispensing products for cell line development and single-cell genomics. The single-cell-printing technology is based on an inkjet-like principle. A microscope objective and a camera are used to look into the printhead, to directly image the cells. Based on these images, only single-cells are printed and the images are stored for quality control and regulatory compliance.” Mit Doppelklick auf das Bild können Sie das Video in voller Größe sehen.
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71c0dfecfdb5e46be124f0b027c344e5 cytena GmbH – Single-cell printer technology | |
„Mit dem Analyseverfahren der Actome GmbH, welches Proteinkomplexe in DNA-Codes übersetzt, können erstmals Proteine und ihre Wechselwirkungen im menschlichen Körper in großer Anzahl sehr genau bestimmt werden. Damit möchte Actome seinen Kunden helfen, personalisierte Medikamente und diagnostische Verfahren zu entwickeln, damit in Zukunft Patienten individueller und besser behandelt werden können.“ Protein-Interaction-Coupling-Technology (Video) Mit Doppelklick auf das Bild können Sie das Video in voller Größe sehen.
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Projekte
- Hybrides 3D-Prototyping von Polymerbauteilen mit metallischen Leiterbahnen (Hy3DPro)
01.02.2021 - 31.07.2023, AiF - Nicht invasive Micro-RNA-basierte Urin-Brustkrebs-Diagnostik (Mammacheck)
01.10.2020 - 30.09.2023, BMBF - DINAMIK - Digitaler Nachweis von Biomarkern des Interaktoms für die Krebsdiagnostik am Beispiel der HER2/HER3-Interaktion
01.05.2020 - 30.04.2023, Baden-Württemberg Stiftung gGmbH - 4D-Bioprinting von vaskularisiertem Knochengewebe und Evaluation der Blutgefäß- und Knochenbildung in einem orthotopen Knochendefektmodell,
01.06.2020 - 31.05.2023, DFG - MONOGRAM - Multimodale Einzelzellanalyse regulatorischer Netzwerke der AML im zeitlichen Verlauf,
01.05.2020 - 30.04.2023, Baden-Württemberg Stiftung gGmbH - Automatisierte Plattform für 3D-Mikrotumor Analysen zur personalisierten Therapie (ADAPT)
01.04.2020 - 31.03.2023, BMBF - Proteinelektrophorese in Offener Mikrofluidik (PRINTOMik),
01.01.2019 - 30.06.2021, AiF - Neue optische Konzepte für den Einzelzelldruck von Bakterien (SOL-CT),
01.01.2018 – 30.06.2020, BMBF - Bioprinting von direkt reprogrammierten Nierentubuluszellen als Krankheitsmodell und als Screening-Plattform (NEPHRO-PRINT),
01.10.2017 – 30.09.2020, Baden-Württembergstiftung gGmbH - Entwicklung und Erforschung einer Plattform für das 3D-Bio-Printing von künstlichem Gewebe in einem Netzwerk kleiner und mittlerer Unternehmen (3D-Bio-Net),
01.08.2017 – 31.07.2020, BMBF (12/2020: Beitrag BMBF) - Gedruckte 3D-Kontakte,
01.05.2017 – 30.04.2020, BMBF - Inline-Integration einer neuen Drucktechnologie für elektronische Anwendungen in der industriellen Fertigung (IDEA),
01.10.2016 –31.10.2018, BMBF - Einzelzell-Drucker für die genomische und massenspektrometrische Analyse einzelner Bakterien (SiBaGeM), 01.06.2016 – 30.11.2018, BMBF
- Mono-cy-Clone: Einzelzelldruck für die biopharmazeutische Produktion und Zelltherapie,
01.01.2016 – 31.12.2018, BMBF - 3D-BioPrinting von vaskularisiertem Knochenersatzgewebe,
01.10.2015 – 31.03.2018, DFG - VIP-DMI2 - Direktes Drucken von Metall Mikrostrukturen für industrielle Innovationen,
01.10.2013 – 30.09.2016, BMBF - PURE-SAXS, Probenvorbereitung und Reinigung durch Elektrophorese für SAXS-Protein-Strukturanalysen,
01.07.2013 – 30.06.2016, BMBF - E-DosiS – Einweg-Dosiersystem mit intelligenter Sensorik,
01.07.2013 – 30.06.2016, BMBF - SCoD (EXIST) – Einzelzellen auf Knopfdruck,
01.10.2013 – 28.02.2015, BMWI + ESF - SICTEC – Einzel-Zell Technologien,
01.10.2013 – 30.09.2015, EU FP7 - PASCA – Platform for Advanced Single Cell Manipulation and Analysis: Drucken einzelner biologischer Zellen für Anwendungen in den Lebenswissenschaften,
01.09.2010 – 31.08.2013, EU / 7th framework programme - SRD – Smart Reagent Dosage: Dosierungskonzepte für die Reagenzienapplikation in der in-vitro Diagnostik, 01.06.2010 – 30.11.2012, MicroTEC Südwest
- PipeJetTip – Pipettier-Technologie für die nächste Generation von Diagnostik-Produkten: Pipettiertechnologie für den Sub-Mikroliterbereich basierend auf Einwegpipettenspitzen,
1.2.2010 – 31.12.2012, MicroTEC Südwest / VDI/VDE-IT - MicroMasterPrinter: Produktion mikrofluidischer Strukturen in Folien,
1.2.2010 – 31.1. 2013, ERANET
Wichtigste Publikationen
- T. Glatzel, C. Litterst, C. Cupelli, T. Lindemann, C. Moosmann, R. Niekrawietz, W. Streule, R. Zengerle, P. Koltay; "Computational fluid dynamics (CFD) software tools for microfluidic applications–A case study", 2008, Computers & Fluids 37 (3), 218-235.
- A. Gross, J. Schöndube, S. Niekrawitz, W. Streule, L. Riegger, R. Zengerle, P. Koltay; "Single-cell printer: automated, on demand, and label free", (2013), Journal of Laboratory Automation 18 (6), 504-518
- A. Ernst, W. Streule, N. Schmitt, R. Zengerle, P. Koltay; "A capacitive sensor for non-contact nanoliter droplet detection", (2009), Sensors and Actuators A: Physical 153 (1), 57-63
- F. Stumpf, J. Schoendube, A. Gross, C. Rath, S. Niekrawietz, P. Koltay, G. Roth; "Single-cell PCR of genomic DNA enabled by automated single-cell printing for cell isolation", (2015), Biosensors and Bioelectronics 69, 301-306
- N. Lass, L. Riegger, R. Zengerle, P. Koltay; "Enhanced liquid metal micro droplet generation by pneumatic actuation based on the starjet method", (2013), Micromachines 4 (1), 49-66
In den Medien
3D-Bio-Printing
- Organe aus dem 3D-Drucker: Was ist dran am Traum vom Bioprinting? (Frankfurter Rundschau, 01/2022), mehr
- Projekt 3D-Bio-Net: Lebende Strukturen drucken (IHK Zeitschrift Wirtschaft im Südwesten, 03/2021), mehr
- 3D-Biodrucker lösen Tierversuche ab (BMBF, 12/2020), mehr
- Menschliche Zellen und Gewebe aus dem Drucker - das Projekt 3D-Bio-Net (11/2020), YouTube-Video
- Bioprinter: Freiburger Wissenschaftler wollen Gewebe mit eingebauten Blutgefäßen drucken,
Badische Zeitung (22.08.2020), mehr - Vom Autoteil bis zum Zahnersatz - so vielseitig ist 3-D-Druck, Badische Zeitung (20.07.2020), mehr
- 3D-Bio-Net in "Wirtschaftsstandort Baden-Württemberg", S. 148 (03/2020), mehr
- PR Uniklinik Freiburg & IMTEK (21.11.2019), mehr
- Interview auf SWR2: Organe aus dem 3D-Drucker (16.04.2019), mehr
- TV-Beitrag über die Bioprinting-Forschung an der Uni Freiburg (14.06.2018), mehr
- PR, Uni Freiburg (31.05.2017), mehr
Lebendige Knochen aus dem 3D-Drucker
- uni leben (05/2015, S. 5), mehr
- kunststoffxtra (05/2015), mehr
- Pressemeldung der Technischen Fakultät (03/2015), mehr
BioFluidix GmbH
- Führender Laborgerätehersteller Hamilton Bonaduz AG kauft Freiburger Mikrodosierunternehmen BioFluidix GmbH (12/2022), mehr
- Alles nur in kleinen Dosen, Badische Zeitung (20.11.2020), mehr
- Gesundheitsindustrie BW über BioFluidix GmbH (Fachbeitrag, 2010), mehr
- BioFluidix erhält Unternehmenspreis:
cytena GmbH
- Spin-off erlöst 30,25 Mio EUR (08/2019), mehr
- cytena gründet Tochterunternehmen in Taiwan (07/2019), mehr
- 3 Mio. Euro für Wachstum und Entwicklung der cytena GmbH (03/2019), mehr
- Ausgründung kooperiert mit Unternehmen in den USA (09/2017), mehr
- Ausgründung von cytena GmbH (Badische Zeitung, 07/2014), mehr
Preise für cytena
- Landesinnovationspreis für IMTEK Start-up cytena GmbH (11/2017), mehr
- IMTEK start-up cytena erhält den Sonderpreis Innovation der Technology Fast 50 – Deutschlands am schnellsten wachsende Technologieunternehmen (11/2017), mehr
- cytena, ein Spin-off der Universität Freiburg, erhält 1,1 Mio. Euro Startkapital vom HTGF und einem Privatinvestor (2015), mehr
- CyberOne – Hightech Award Baden-Württemberg für cytena (11/2015), mehr
- FAIM-Förderpreis für cytena (01/2015), mehr
- Science4Life Venture Cup 2014 – cytena gewinnt bei Deutschlands größtem Businessplan-Wettbewerb (07/2014):
Actome GmbH
- Actome GmbH als High Potential Start-up durch den Europäischen Innovationsrat nominiert (12/2022), mehr
- Industrie goes Campus: FAIM-Preis für die Actome GmbH (10/2022), mehr
- Protein-Interaction-Coupling-Technology (Video)
- Actome ist "TOP 50 Start-up 2019" (01/2020), mehr
- IMTEK-Gründerteam beim bundesweiten Wettbewerb Science4Life Venture Cup erfolgreich (03/2019), mehr