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3D-Fuge: Günstige Zentrifuge aus dem 3D-Drucker

Geräte aus dem Biolabor sind meist teuer. Die Minizentrifuge 3D-Fuge ist günstig nachdruckbar und soll besonders Schulen das Experimentieren erleichtern.

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(Bild: Rob Felt, Georgia Tech)

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Eine Scheibe, ein Band, zwei Griffe – fertig ist die Minizentrifuge. Die handliche 3D-Fuge ist ein Projekt der Universität Georgia Tech, das mobile biologische Experimente und den Einsatz in Schulen möglich machen soll. In das runde Teil aus dem 3D-Drucker passen Reaktionsgefäße, die zum Aufreinigen und Trennen vieler biologischer Substanzen verwendet werden.

Bis zu vier Proben mit jeweils bis zu zwei Millilitern Inhalt können gleichzeitig in dem handbetriebenen Gerät gedreht werden. Dabei wird das "Rad" auf ein Band aufgefädelt und anschließend gedreht. Durch das verdrillte Band und über das Ziehen an den Griffen wird das Rad mit den Proben auf bis zu 6000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt. Die Herstellungskosten pro Zentrifuge liegen dabei unter einem US-Dollar. Da sie im Betrieb keinen Strom benötigt und einfach transportiert werden kann, ist die 3D-Fuge vielfältig einsetzbar.

(Quelle: Next Gen Scientist)

An der Forschungsarbeit war auch eine Schulklasse beteiligt, die mehrere 3D-Fuges gleich im Unterricht getestet hat. Für einen Wettbewerb in synthetischer Biologie trennten die Schülerinnen und Schüler mit der Zentrifuge Bakterien und von den Bakterien produzierte bunte Proteine. Im peruanischen Regenwald wurde die 3D-Fuge ebenfalls bei der Erforschung unbekannter Pflanzen und Insekten getestet.

3D-Fuge: 3D-gedruckte Zentrifuge (5 Bilder)

In die vier Arme der 3D-Fuge passen Mikroreaktionsgefäße, in denen sich die Proben befinden.
(Bild: Rob Felt, Georgia Tech)

Ziel der Arbeitsgruppe der Georgia Tech sind günstige Forschungsgeräte, die möglichst breit eingesetzt werden können. Selbst kleine Zentrifugen können bereits mit mehreren Tausend Euro zu Buche schlagen. Dabei seien die Ergebnisse der 3D-Fuge genauso gut wie mit den Standardgeräten, so die Forscher. Ihre Testergebnisse haben sie im kostenlos zugänglichen Wissenschaftsjournal PLOS Biology veröffentlicht. Die Dateien zum Nachdruck der 3D-Fuge stehen zusätzlich auf Github zum Download zur Verfügung.

Ein Vorgängerprojekt ist die noch günstigere Paperfuge, die statt des 3D-gedruckten Rads auf zwei Papierscheiben setzt. Dazwischen werden kleine Gefäße festgeklebt, die auf bis zu 125.000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt werden. Da die 3D-Fuge mit einem Gewicht von 20 Gramm etwa 10 Mal so schwer ist wie die Paperfuge, werden diese Werte nicht mehr erreicht. Die Größe der Proben ist in der Paperfuge dagegen auf 20 Mikroliter begrenzt, was gerade einem Bluttropfen entspricht. (hch)