13th May 2014
Biosensor für Endotoxin-Testung: Ätztechnisches Verfahren begünstigt exakte Messwerte und erhöht Wiederholgenauigkeit
Spannungsfreiheit und Planizität der Komponentenoberfläche, kurzer Innovationszyklus und Wiederholgenauigkeit bei der Herstellung – das waren die Herausforderung bei der Entwicklung des Biosensors für das neue Endotoxin-Testgerät „PyroXpress“ von Highland Biosciences Ltd. Der schottische Anbieter für Diagnoseverfahren entschied sich bei der Konzeption des Sensors für eine Kooperation mit dem Ätztechnik-Spezialisten Precision Micro, um den hohen Anforderungen an die Eigenschaften des Sensors und Kriterien für die Serienfertigung gerecht zu werden. Das patentierte Testgerät PyroXpress basiert auf dem Funktionsprinzip eines Mikroviskometers, dessen wesentlicher Bestandteil ein miniaturisierter Biosensor aus Edelstahl in Form einer Präzisionsfeder ist. Das Gerät ermittelt Ergebnisse innerhalb von fünf Minuten. Das ist ein Bruchteil der Zeit, in der herkömmliche Endotoxin-Testverfahren sie zur Verfügung stellen könnten. Die automatische Auswertung lässt den Test auch von ungeübten Anwendern durchführen. Damit liegen die Ergebnisse unmittelbar vor, ohne die vergleichsweisen Wartezeiten bei der Auswertung über externe Labore.
Ätztechnik erzeugt ideale Komponenten
Mögliche Spannungen im Material und Unebenheiten in der Oberfläche der Präzisionsfeder könnten sich negativ auf die Messgenauigkeit des Sensors auswirken. Blechbearbeitungsverfahren wie Laserschneiden oder Stanzen, die mit mechanischen Kräften und Belastungen einhergehen, kamen für die Erstellung des Sensors deshalb nicht in Frage. Bei der Ätztechnik werden genauestens kontrollierte chemische Prozesse eingesetzt, die mit den an der Oberfläche befindlichen Atomen reagieren und diese mit einer hohen Genauigkeit und einer Toleranz von ± 25 Mikrometern ablösen. „Das Ergebnis sind absolut spannungsfreie Komponenten mit glatten und gratfreien Kanten wie sie für den hochsensiblen Biosensor unerlässlich waren“, erklärt Lee Weston, Marketing & Communications Manager von Precision Micro.
Schnelles Anpassen von Prototypen, Sicherheit bei Serienfertigung
Ein weiteres Plus der Ätztechnik ist die Vielseitigkeit des Verfahrens. Die eingesetzten digitalen Werkzeuge ermöglichen beispielsweise Änderungen des Prototypen-Designs in wenigen Stunden anstatt in Tagen oder Wochen. Bei der Produktion des Sensors sollten die erforderlichen Bauteiltoleranzen konsequent erreicht werden. Das war für die hohe Zahl der für die Serienproduktion benötigten Teile entscheidend. „Abweichungen in der Wiederholgenauigkeit könnten negativen Einfluss auf die Präzision im Endotoxin-Test nehmen. Die Ätztechnik sorgte hier für Sicherheit“, ergänzt Weston. Der Biosensor wird derzeit für den Übergang zur Serienfertigung vorbereitet. Dabei wird von einer Stückzahl von 50 Millionen unter Einsatz derselben digitalen Werkzeuge und bei vergleichbarer Qualität zu Teilen auf Siliziumbasis ausgegangen.
