Frequenzgesteuertes Öffnen von Stickpacks in zentrifugalen Mikroanalysesystemen Abstract: In this work a technology has been advanced that enables a long term stable pre storage as well as an automated and frequency controlled release of liquids in centrifugal microanalysis systems. For this purpose liquids were packaged in tubular bags so called stickpacks. These stickpacks are produced by an automated form fill seal method which consists of several process steps: a composite film is formed to a tube longitudinally and transversely heat sealed filled with liquid and cross cutted to produce single stickpacks. Distilled water ethanol and 3M™ Novec™ 7500 (3M Deutschland GmbH) were used as filling goods and different composite films consisting of polyethylene terephthalate (PET) aluminum and polyethylene (PE) were used as packaging material. The films were sealed at sealing pressures between 9.4 28.2 MPa sealing temperatures between 97 119 °C and sealing times between 0.6 5.2 s. To examine the opening dynamics of stickpacks they were inserted and fixed in a chamber of the microanalysis cartridge. By centrifuging the microanalysis cartridge a hydrostatic pressure is generated inside of the stickpack. At a sufficiently high frequency the seal is peeled and the liquid is released. To examine and assess the opening dynamics of stickpacks during centrifugation a camera system with stroboscopic lightning was used.<br><br>Initially the opening dynamics of stickpacks was investigated for two different load cases. In the first load case the frequency was accelerated constantly until liquid was released of stickpacks at the so called burst frequency. It was demonstrated that the burst frequency is related to the acceleration: at an acceleration of 1 Hz s 100 stickpacks opened at burst frequencies between 50 to 86 Hz while at an acceleration of 10 Hz s the stickpacks opened at burst frequencies between 70 to 101 Hz. This illustrates that the burst frequency is no constant value but rather depends on the course of the frequency protocol. Consequently the measured burst frequency is only valid for a specific frequency protocol. A second load case was applied where a frequency was approached rapidly with an acceleration of 60 Hz s and held constant for 1000 seconds. The so called opening delay was measured which is defined as the duration from the beginning of the frequency protocol until liquid release. At a frequency of 50 Hz 21 out of 100 stickpacks opened within an opening delay of 36 to 968 seconds whilst 79 out ... Abstract: In dieser Arbeit wurde eine Technologie weiterentwickelt die eine langzeitstabile Vorlagerung sowie eine automatisierte und frequenzgesteuerte Freisetzung von Flüssigkeiten in zentrifugalen Mikroanalysesystemen ermöglicht. Flüssigkeiten werden hierzu in Folienschlauchbeuteln sogenannte Stickpacks verpackt. Die Herstellung der Stickpacks erfolgt mittels eines automatisierten Form Füll Verschließ Verfahrens und unter Einsatz von Heißsiegeln. Dabei wird aus einer Verbundfolie ein Folienschlauch geformt der anschließend längs und querversiegelt mit Flüssigkeit befüllt sowie quergeschnitten wird. Es wurden destilliertes Wasser Ethanol und 3M™ Novec™ 7500 (3M Deutschland GmbH) als Füllguter sowie diverse Verbundfolien bestehend aus Polyethylenterephthalat (PET) Aluminium und Polyethylen (PE) eingesetzt. Es wurden Siegeldrücke zwischen 9 4 28 2 MPa Siegeltemperaturen zwischen 97 119 °C und Siegelzeiten zwischen 0 6 5 2 s verwendet. Zur Untersuchung der Öffnungsdynamik von Stickpacks wurden diese in eine Kammer des Testträgers eingelegt und fixiert. Durch Zentrifugieren des Testträgers entsteht ein hydrostatischer Druck im Inneren des Stickpacks. Bei einer ausreichend hohen Frequenz peelt die Quersiegelnaht und die Flüssigkeit wird freigesetzt. Die Beobachtung der Öffnungsdynamik erfolgte durch ein Kamerasystem mit Stroboskopbeleuchtung. <br><br>Zu Beginn wurde die Öffnungsdynamik von Stickpacks bei zwei unterschiedlichen Belastungsfällen untersucht. Im ersten Belastungsfall wurden Stickpacks mittels einer linearen Frequenzrampe belastet und die sogenannte Berstfrequenz gemessen also die Frequenz bei der Flüssigkeit aus den Stickpacks austritt. Es hat sich gezeigt dass die Berstfrequenz von der Änderungsrate der Frequenz abhängt: Bei einem Stichprobenumfang von 100 und einer Änderungsrate von 1 Hz s öffneten Stickpacks bei Berstfrequenzen von 50 bis 86 Hz während Stickpacks bei einer Änderungsrate von 10 Hz s bei Berstfrequenzen von 70 bis 101 Hz öffneten. Dies veranschaulicht dass die Berstfrequenz eines Stickpacks nicht eine konstante Größe ist sondern vom Verlauf des Frequenzprotokolls abhängt. Die Berstfrequenz beschreibt die Öffnungsdynamik damit nur vollständig wenn das spezifische Frequenzprotokoll bekannt ist mit dem die Berstfrequenz ermittelt wurde. Im zweiten Belastungsfall wurde eine Frequenz mit einer Änderungsrate von 60 Hz s angefahren und anschließ ...