Opto-kalorisches Schalten zur Sortierung fluoreszenzmarkierter Partikel in Mikrofluidiken

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In dieser Arbeit wird der opto-kalorische Schalter untersucht, der durch einen monolithisch aufgebauten Chip und optische Schnittstellen kompakte, robuste und kostengünstige µFACS ermöglichen soll. Das Prinzip basiert auf der lokalen optischen Erwärmung des Fluids, was zu Expansion und Viskositätsänderung führt. Die Mechanismen und Zusammenhänge zu physikalischen Parametern werden analysiert, um mögliche Sortierfrequenzen zu bestimmen. Mikrofluidiken finden zunehmend Anwendung in der medizinischen Diagnostik, insbesondere bei mikrofluidischen fluoreszenz-aktivierten Zellsortierern (µFACS), die Zellen in Suspension auf Einzelzellbasis sortieren. Der opto-kalorische Schalter könnte durch seinen monolithischen Aufbau und die optischen Schnittstellen zu einer breiteren Anwendung von µFACS beitragen. Durch die Gestaltung des mikrofluidischen Kanalsystems bewirken die Änderungen lokal eine Volumenstromerhöhung, die den Analytstrom an einer Y-Verzweigung verschiebt. Der Schaltvorgang wird mit etablierten Verfahren untersucht und eine Systematik zur Beschreibung des Schaltvorgangs entwickelt. Zwei Wirkmechanismen, thermische Expansion und gesteuerte Viskosität, werden analysiert. Methoden zur experimentellen Untersuchung des Schalters ermöglichen eine getrennte Charakterisierung von Schalten und Sortieren. Der Sortierprozess wird statistisch untersucht, wobei für Einstrahlzeiten der heizenden Laserstrahlung von 7 - 15 ms Sortiersicher