Chemiereport_2016-3

43 AustrianLifeScienceschemiereport.at 2016.3 COVERTHEMA Materialien mit speziellen optischen und elektrischen Eigen- schaften entwickelt, die beispielsweise zu organischen LEDs oder Photovoltaik-Modulen verarbeitet werden. Bei der Vere- delung und Funktionalisierung von Oberflächen kommen zuse- hends nanostrukturierte Materialien zum Einsatz. Im Bereich der Biokunststoffe (aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellte Polymere und/oder solche, die ein hohes Maß an Bioabbaubar- keit zeigen) trifft man auf neue Polymertypen und Verfahren. Die Vielfalt an Strukturen und Funktionen all dieser Material- beispiele muss charakterisiert werden, um die Eignung für ein bestimmtes Einsatzgebiet zu bestimmen oder die Qualität von Werkstoffen und funktionellen Schichten zu überprüfen. Materialanalytik für neue Anforderungen Eine besondere Entwicklung hat in den vergangenen Jah- ren beispielsweise die dynamisch-mechanische Analyse (DMA) gemacht. Bei dieser Methode unterwirft man die zu untersu- chende Probe in Abhängigkeit von der Temperatur einer sich zeitlich ändernden mecha- nischen Beanspruchung. Gemessen werden die resul- tierende Kraftamplitude, die Verformungsamplitude sowie die Phasenverschiebung zwi- schen dem Kraft- und dem Verformungssignal. Auf der Analytica werden neuartige DMA-Geräte präsentiert werden, die in Kraftbereiche vordrin- gen, die mit konventionellen Laborgeräten nicht erreicht wer- den konnten. Eine relativ neue Entwicklung ist auch die Kopplung von Ther- mogravimetrie- und FT-IR-Geräten, wie sie von Netzsch, Bruker oder Thermo Scientific angeboten wird. Damit können die wäh- rend der thermogravimetrischen Analyse (bei der der Gewichts- verlust einer Probe bei Erwärmung gemessen wird) austretenden Gase mithilfe eines Infrarotspektroskops identifiziert werden. Auch hat man Methoden der thermischen Analyse mit mikros- kopischen Verfahren kombiniert, etwa wenn in DSC-Mikrosko- pie-Systemen Strukturveränderungen während des Aufheizens und Abkühlens visuell mitverfolgt werden können. Überhaupt spielen Mikroskopie und bildgebende Verfahren bei der Charakterisierung von Nanostrukturen eine eminente Rolle. Die chemische Kraftmikroskopie beispielsweise ist eine Weiterentwicklung der Rasterkraftmikroskopie, bei der eine chemisch modifizierte Sondenspitze die Abbildung einer Ober- fläche im Nanometermaßstab mit hoher chemischer Spezifität ermöglicht. Das Labor auf dem Chip Neue Möglichkeiten im analytischen Labor haben sogenannte Lab-on-a-chip-Systeme geschaffen. Sie vereinigen komplexe mik- rofluidische Devices mit entsprechender Steuerung, Sensorik und Datenausgabe – und das alles auf Chips, die zwischen weni- gen Millimetern und einigen Centimetern groß sein können. In handelsüblichen Systemen wird heute eine Vielzahl von Mikro- kanälen, miniaturisierten Rührern, Ventilen, Pumpen und Dosie- reinrichtungen integriert. Verwendete man zunächst die aus der Elektronik bereits bekannten Mikrofertigungstechnologien auf Silicium-Basis, sind heute Routine-Methoden für die Herstellung mikrofluidischer Einheiten aus Polydimethlysiloxan (PDMS) und anderen Materialien gebräuchlich geworden. Zunächst sprang die molekularbiologische Forschung und Diagnostik auf die neuen Möglichkeiten miniaturisierter Labor- prozesse an: Angetrieben durch Fortschritte in der Genom-Ana- lyse und bei DNA-basierten Diagnosemethoden erkannte man dort schnell den Nutzen, eine Vielzahl an Untersuchungen parallel und mit sehr geringen Flüssigkeitsmengen durchfüh- ren zu können. Heute sind Lab-on-Chip-Systeme erhältlich, die mit wenigen Picolitern an Probe auskommen. Die Verwendung mikrofluidischer Systeme ist mittlerweile die schnellste Form der DNA-Vervielfältigung mittels PCR geworden. Das ist darauf zurückzuführen, dass einzelne Prozessschritte wie Temperatu- ränderung oder Mischung bei derartig geringen Abmessungen innerhalb von Mikrosekunden vor sich gehen. Entsprechend tra- gen derartige Systeme zur Beschleunigung von Analysen, etwa bei der Identifizierung von Pathogenen bei. Aufgrund ihrer geringen Abmessung sind sie außerdem gut transportabel und daher in der Point-of-Care-Diagnostik (die darauf angewiesen ist, schnelle Aussagen direkt am Krankenbett eines Patienten zu machen) bereits gebräuchlich. Aber auch die Analytik niedermolekularer Substanzen (etwa die Umweltanalytik) kann in zunehmendem Maße von der Entwicklung von Lab-on-a- Chip-Systemen profitieren. Es ist möglich geworden, die einzelnen Prozessschritte im klassischen Chemielabor auf einem Chipsystem abzubilden. Kompaktheit und Automati- sierbarkeit derartiger Systeme legen insbesondere Anwen- dungen im kontinuierlichen Monitoring, etwa in der Überwa- chung von Umweltdaten oder in der Prozessanalytik nahe. Darü- ber hinaus sind auch Anwendungen für die chemische Synthese in Mikroreaktoren entwickelt worden. Über das Ausstellungsprogramm im engeren Sinne hinaus bietet die Analytica traditionell auch ein auf die Schwerpunktthemen der Messe bezogenes Rahmenprogramm: Analytica-Konferenz Zeitgleich mit der Messe und in direkter Nachbarschaft zu den Messehallen findet im International Congress Center München die begleitende Analytica-Konferenz statt. Das Programm zeigt viele Parallelen mit den Ausstellungsschwerpunkten: -omics, Liquid Pro- filing, Spurenanalytik, hochaufgelöste Massenspektrometrie u.v.m. Live Labs In komplett eingerichteten Laboren werden unter Moderation aner- kannter Experten neue Produkte und Lösungen live vorgeführt. Derartige Live Labs werden an allen Messetagen zu den Themen Lebensmittelanalytik und Materialanalytik angeboten. Analytica-Foren Auf den in den Messehallen stattfindenden Foren zu den Themen „Biotechnologie“ sowie „Labor und Analyse“ vermitteln Praktiker Tipps im Umgang mit neuen Methoden und Geräten. Am 12. Mai befasst sich der „Finance Day“ mit Finanzierungsmodellen der Bio- tech-Branche. Kompaktseminare Ganz- und halbtägige Kompaktseminare führen parallel zu den Messetagen in Themen wie GMP, Akkreditierung, Validierung und Gerätequalifizierung ein. Fachmesse mit interessantem Rahmenprogramm „Die Funktion neuartiger Polymere muss charakterisiert werden, um die Eignung für ein bestimmtes Einsatzgebiet zu bestimmen.“

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