from unicellular parasites to lab on a chip

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1 Micro- and nanofluidics: From parasites to lab on chip Micro- and nanofluidics: from unicellular parasites to lab on a chip Thomas Pfohl Departement Chemie, Universität Basel M. Engstler Squires 2005

2 FrüSe 2013 Dienstags, 12:15 14:00 Uhr 2 SWS 2 CP Mündliche Prüfung (20 min) oder Seminarvortrag zu einem spezifischen Mikrofluidik- Thema (Paper) Kontakt: Thomas Pfohl Physikalische Chemie Klingelbergstrasse 80 Raum: 5.06 Telefon: thomas.pfohl@unibas.ch Web: h\p:// 2

3 Vorlesungsmaterialien Wird auf Webseite gestellt h\p:// teaching/lehre 3

4 1. Einführung Literatur Was erwartetet einen in der Mikro- und Nanofluidik? 4

5 1.1. Literatur Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale; T.M. Squires, S.R. Quake; Reviews of Modern Physics 77, 977, 2005 Theoreical Microfluidics; H. Bruus; Oxford University Press, 2008 (ISBN ) Life at low Reynolds number; E.M. Purcell; American Journal of Physics 45, 1977 Droplet based microfluidics; Ralf Seemann, Marin Brinkmann, Thomas Pfohl, Stephan Herminghaus; Rep. Prog. Phys. 75, , 2012 Physical Hydrodynamics; Guyon, Hulin, Peit, Mitescu; Oxford University Press, 2001 (ISBN- 10: ) X- ray studies of biological ma\er in microfluidic environments; Sarah Köster, Thomas Pfohl; Mod. Phys. Le\. B 26, ,

6 1.2. Was erwartet einen in der Mikro- und Nanofluidik? Schwimmen im Honig!? 6

7 Navier- Stokes- Gleichung(en) & "( #u '#t + u $ %u ) + =,%p +-% 2 u * Claude-Louis Navier George Stokes wikipedia wikipedia 7

8 Laminar und turbulent Stroemung%20laminar%201.jpg 8

9 Kleine Reynoldszahlen: Leben ohne Trägheit Escherichia coli video.google.com youtube 9

10 Blurluss Sichelzellen

11 11

12 Bioic Games force profile 12

13 Parasitenrennen! 13

14 Weiche Lithographie Microfluidik- Auuau 14

15 Diffusion und Materialtransport in der Mikrofluidik Micro- and nanofluidics: Drunken Sailor Diffusionsmuster in Mikrofluidik- Kanal 15

16 Micro- and nanofluidics: From parasites to lab on chip Trennen Determinisic Lateral Displacement DLP Trennen von Trypanosomen und roten Blutkörperchen Tegenfeldt et al. 16

17 Mischen Micro- and nanofluidics: 17

18 Analogie zwischen Mikrofluidik- Netzwerken und elektrischen Schaltkreisen Oh et al

19 Polymere und Mikrofluss Polymere im Zick- Zack- Fluss Chu et al. 19

20 Micro- and nanofluidics: From parasites to lab on chip Benetzung und Kapillarität Lotuseffekt Dew_on_spider_web_Luc_Viatour.jpg 20

21 Tropfenmikrofluidik Mehrfachemulsionen Weitz et al. 21

22 Lab on a Chip 22

23 Nanofluidik Elektrostaisches Fangen von nanoskopischen Objekten Nanopore Heuberger et al. Krishnan et al

24 1. Einführung: Was erwartet uns 2. Navier- Stokes- Gleichung: Die Gleichung der Hydrodynamik 3. Laminar oder Turbulent? Was ist die Reynoldszahl? 4. Leben mit niedriger Reynoldszahl: Was bringt low Reynolds, was nicht? 5. Weiche Lithographie: Plug and Play für die Mikrofluidik 6. Fluss in mikrofluidischen Kanälen: Alles fliesst... laminar Diffusion und Materialtransport in der Mikrofluidik: Mehr als nur Mischen 8. Polymere in der Mikro- und Nanofluidik: Wie werden Polymere beschrieben? Wie ändern sich ihre Eigenschazen im Fluss? 9. Benetzung und Kapillarität: Wassertropfen auf Oberflächen oder wie funkioniert der Lotuseffekt? 10. Mehrphasenfluss und Diskrete Mikrofluidik : Nanoreaktoren auf Mikrochips 11. Elektrokineische Effekte: Bewegen von geladenen Teilchen und ganzen Volumina 12. Nanofluidik: Es geht noch kleiner... 24