Halbleitertechnologie soll helfen, die chemischen und biologischen Labors zu automatisieren. Lab-on-a-Chip heisst das Konzept, mit dem man Tausende von Reaktionseinheiten auf einem Substrat plazieren will. Eines der Hauptprobleme dabei ist das Flüssigkeits-Handling. Elektroden-Arrays und T-förmige Kanalkreuzungen sollen die Nanoliterwelt (Millionstel Milliliter) beherrschbar machen.
Die Miniaturlabors werden zum einen in Laborrobotern zum Einsatz kommen, wo sie Tausende von Reaktionen parallel abarbeiten. Zum anderen sind sie für kleine Sensoren gedacht, um beispielsweise Giftstoffe nachzuweisen. Damit die Chip-Labors auch reproduzierbare Resultate liefern, müssen sie in der Lage sein, minimalste Lösungsmengen volumen- und ortsgenau zu transportieren. Dem ersten Teil haben sich Wissenschaftler der amerikanischen Harvard Universität angenommen. Sie haben gezeigt, dass sich mittels T-förmiger Kreuzungen in Mikrokanalsystemen kleinste Tropfen kontrolliert aufteilen lassen. Je kleiner nämlich der abführende Seitenarm des T, desto schneller fliesst die Flüssigkeit und desto grösser ist der Flüssigkeitsteil auf dieser Seite. Zudem kann durch das Positionieren von kleinen, viereckigen Hindernissen in den Kanälchen und Kreuzungen die Tröpfchenspaltung gezielt beeinflusst werden.
Das kontrollierte Verschieben von Flüssigkeits-Minimengen im Nanolitermassstab ist die Spezialität einer Forschungsgruppe des M. D. Anderson Krebsforschungszentrums der Uni von Texas. Sie haben einen Biochip mit einem Array von 32 mal 32 Elektroden ausgestattet. Durch eine geeignete Aktivierung dieser programmierbaren Matrix lassen sich Flüssigkeiten gezielt verschieben. So sollen dereinst mehrstufige Kleinstreaktionen schrittweise auf einem Chip ausgeführt werden können.
