New strategies for (biological) particle handling and separation in microfluidic devices

Promotie: dhr. L.J.C. Jellema, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: New strategies for (biological) particle handling and separation in microfluidic devices

Promotor(s): prof.dr. E.M.J. Verpoorte

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Contact: Laurens-Jan Jellema, tel. 06-21532207

Nieuwe ‘lab-on-a-chip techniek’ kan biologische deeltjes scheiden

Het lab-on-a-chip is een innovatief vakgebied in de levenswetenschappen waarin onderzoek gedaan wordt naar een sterk geminiaturiseerde analyse van allerlei stoffen. Binnen dit vakgebied is er nog slechts een klein aantal strategieën beschikbaar om monsters geschikt te maken voor micro-analyse op een chip. Laurens-Jan Jellema beschrijft een nieuwe manier voor het vangen en voorbewerken van kleine deeltjes in een vloeistofstroom. De techniek die Jellema ontwikkelde, kan gebruikt worden voor het vangen van biologische deeltjes zoals rode bloedcellen, gistcellen en DNA. Op grond van zijn resultaten verwacht hij dat zijn techniek inzetbaar is voor het preconcentreren, voorbehandelen en scheiden van kleine deeltjes binnen een biochemische, medische, milieukundige of industriële setting.

Jellema’s methode werkt als volgt: In een dun kanaaltje dat aan beide uiteinden breder wordt, kunnen deeltjes gevangen worden met behulp van een hydrodynamisch en een elektrokinetisch effect. Het hydrodynamische effect is het gevolg van een vloeistofstroom die, door druk gedreven (PF), in tegenovergestelde richting wordt opgewekt, en een elektro-osmotische vloeistofstroom (EOF), die wordt opgewekt door een elektrisch veld aan te sluiten op het een met vloeistof gevulde kanaaltje. Dit hydrodynamische effect, gecombineerd met de elektrokinetische eigenschappen van de deeltjes, resulteert in het vangen van de deeltjes in het kanaaltje.

Jellema gebruikte in zijn onderzoek de recirculerende vloeistofstroom om micrometer grote deeltjes te scheiden. Allereerst werden door hem deeltjes met dezelfde grootte op basis van hun lading gescheiden. Eén type deeltjes wordt gevangen in de recirculerende vloeistofstroom. Deeltjes met een grotere of kleinere lading zullen respectievelijk met de PF of met de EOF worden meegevoerd. Vervolgens is er gebruik gemaakt van het hydrodynamische effect om deeltjes te scheiden op basis van grote verschillen.

Laurens-Jan Jellema studeerde farmacie aan de Rijksuniversiteit Groningen, waar hij zijn promotieonderzoek uitvoerde bij de vakgroep Farmaceutische analyse. Momenteel werkt hij bij de Gelre ziekenhuizen als klinisch chemicus in opleiding.