DIANA-PROJEKTE · MODUL 2: MIKROFLUIDIK & NACHHALTIGE MATERIALIEN
LasOC
Laserschweißen für die Serienfertigung von Lab-on-a-Chip-Systemen – mit KI-gestützter Qualitätskontrolle
Kurz erklärt
LasOC entwickelt ein Laserverfahren, mit dem sich hauchdünne Kunststofffolien mit feinen Kanälen dicht und präzise zu Lab-on-a-Chip-Systemen verschweißen lassen – schonend für die empfindlichen Reagenzien im Inneren und tauglich für große Stückzahlen.
Erster Anwendungsfall ist ein Schnelltest auf Procalcitonin, einen Marker für bakterielle Infektionen wie Sepsis – aus einem Tropfen Kapillarblut.
Ausführlich vorgestellt wurde das Projekt auch in den WIR!-DIANA-News (Ausgabe Mai 2025).
Warum es LasOC braucht
Lab-on-a-Chip-Systeme bringen Laboranalysen direkt in die Arztpraxis oder den Rettungswagen. Die Flüssigkeit fließt darin ohne Pumpe, allein durch Kapillarkraft – das macht die Chips kompakt und einfach zu bedienen.
Damit sie günstig und in großen Stückzahlen hergestellt werden können, müssen hauchdünne Polymerfolien mit feinen Kanälen dicht und exakt verbunden werden, ohne die empfindlichen Inhalte durch Wärme zu schädigen. Genau dafür fehlt bislang ein serientaugliches Verfahren.
Was daran neu ist
LasOC verbindet Lasertechnik mit Inkjetdruck: Eine gedruckte Absorptionsschicht sorgt dafür, dass der Laser nur dort Wärme erzeugt, wo die Folien verbunden werden sollen. Für das Direktschweißen sind bereits zwei Schutzrechte angemeldet – für das Verfahren selbst und für eine Druckkammer, die die Folien beim Schweißen präzise fixiert.
Zusammen mit der KI-gestützten Qualitätskontrolle soll so eine kostengünstige, serientaugliche Fertigung von Lab-on-a-Chip-Systemen in der Region entstehen.
Koordination
EKF Diagnostics
Ansprechperson
Dr. Christopher Pöhlmann (EKF Diagnostics)
Laufzeit
August 2023 – November 2026
Förderung
BMFTR, Programm „WIR! – Wandel durch Innovation in der Region“
Wie das Projekt vorgeht
01 Laserschweißen entwickeln
Zwei Verfahren werden erprobt: Direktschweißen mit 2-µm-Laserstrahlung und Schweißen über eine gedruckte Absorptionsschicht – mit Nähten unter 100 µm.
02 Absorptionsschichten drucken
Dünne Tintenschichten werden per Inkjet gezielt auf die Folien gedruckt, auch im Rolle-zu-Rolle-Prozess.
03 Chip und Test gestalten
Ein Mikrofluidik-Layout und ein elektrochemischer Test auf Procalcitonin entstehen; neue Signalverstärkung soll schnelle Ergebnisse ermöglichen.
04 Serie vorbereiten
Ein Anlagenkonzept für die Serienproduktion und eine KI-gestützte Inline-Qualitätskontrolle sichern gleichbleibende Qualität.
Wer arbeitet mit?
Laserinstitut Hochschule Mittweida
LASERSCHWEISSTECHNOLOGIE
Entwicklung der Laserschweißverfahren für dünne, fein strukturierte Polymerfolien
SITEC Industrietechnologie GmbH, Chemnitz
ANLAGENBAU
Maschinen und Versuchsanlagen, Anlagenkonzept für die Serienproduktion
C-marx GmbH
INKJETDRUCK
Inkjet-Technologie für haftungssteigernde Absorptionsschichten auf den Folien
EKF Diagnostics (ehemals SensLab), Leipzig
MIKROFLUIDIK · ASSAY · QUALITÄTSKONTROLLE
Mikrofluidik-Layout, elektrochemischer Procalcitonin-Test, KI-gestützte Qualitätskontrolle (im Unterauftrag gemeinsam mit der d-opt GmbH)