Handling of microparticles for assay automation in centrifugal microfluidics Abstract: Die Diagnostik und Analytik beschränkt sich heute nicht nur auf die etablierten zentralisierten Labors sondern sollte auch in schlecht ausgestatteten Gesundheitseinrichtungen mit begrenzter klinischer Laborinfrastruktur durchgeführt werden können auf die die meisten Menschen heutzutage insbesondere in den Entwicklungsländern zugreifen können. Miniaturisierte hochautomatisierte schnelle und präzise Diagnose und Analysetests sind sehr gefragt. Die jüngsten Fortschritte in der zentrifugalen Mikrofluidik ermöglichen es komplexe Laborabläufe in eine DVD ähnliche kompakte Disk zu integrieren die kompatibel zu skalierbaren kostengünstigen Fertigungstechniken ist und in einem kompakten und tragbaren Verarbeitungsgerät verarbeitet werden kann. Zur Automatisierung von affinitätsbasierten Separations Assays in der zentrifugalen Mikrofluidik werden Mikropartikel häufig als fester Träger verwendet um die Zielanalyten zu binden vor allem aufgrund des hohen Oberflächen Volumen Verhältnisses. Der effiziente Umgang mit Mikropartikeln ist der Schlüsselfaktor für eine hohe Leistung in solchen Assays. Diese Arbeit beschäftigt sich mit drei fortgeschrittenen Methoden für den Umgang mit Mikropartikeln in der zentrifugalen Mikrofluidik. Alle diese Methoden ermöglichen die Re Suspension von Mikropartikeln und die Trennung von Mikropartikeln vom flüssigen Trägermedium. Darüber hinaus bieten einige Methoden auch den Transport von Mikropartikeln und die Flüssigkeitsführung die für einige spezifische Anwendungen relevant sind.<br>Im Rahmen dieser Arbeit wurden drei neue Methoden in der zentrifugalen Mikrofluidik für den Umgang mit Mikropartikeln entwickelt. Das Partikelhandling wird nur durch Zentrifugation ausgelöst ohne dass andere Mittel wie Magnete Filter und Beschichtungen erforderlich sind. Das erste Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Partikelrücksuspension und die Trennung von Mikropartikeln aus der Flüssigkeit. Das entwickelte Verfahren das durch das Kapillarventil begrenzt ist kann keine stark benetzende Flüssigkeit aufnehmen und ist nicht in der Lage mehrere aufeinanderfolgende Operationen durchzuführen wenn Flüssigkeiten mit biochemischen Substanzen die dazu neigen an Kanalwänden zu adsorbieren betrieben werden. Das zweite Verfahren ermöglicht die Partikelrücksuspension die Trennung von Partikeln vom flüssigen Trägermedium die Flüssigkeitsführung zw ... Abstract: Diagnostics and analytics today are not limited to the well established centralized laboratories but should also be able to be performed in poorly resourced health care facilities with limited clinical laboratory infrastructures where most people nowadays particularly in the developing world could access. Miniaturized highly automated rapid and precise diagnostic and analytical tests are highly demanded. Recent advances in centrifugal microfluidics enable to integrate complex laboratory workflows into a compact disc like a DVD which is compatible to scalable cost effective fabrication techniques and can be processed in a compact and portable processing device. For automation of affinity based separation assays in centrifugal microfluidics microparticles are widely used as solid support to bind the target analytes specifically mainly due to the high surface to volume ratio. Efficient handling of microparticles is the key factor for achieving high performance in such assays. This thesis addresses three advanced methods for handling of microparticles in centrifugal microfluidics. All these methods allow re suspension of microparticles and separation of microparticles from the liquid carrier medium. In addition some methods also feature transport of microparticles and liquid routing which are relevant for some specific applications.<br>Within this work three new methods are developed in centrifugal microfluidics for handling of microparticles. The particle handling is triggered by centrifugation only without the need for other means such as magnets filters and coatings. The first method enables continuous particle re suspension and separation of microparticles from the liquid. Limited by the capillary valve the developed method cannot handle highly wetting liquid and is not capable of performing multiple sequential operations if liquids containing biochemical substances that tend to adsorb to channel walls are operated. The second method enables particle re suspension separation of particles from the liquid carrier medium liquid routing between the path of the waste fluid and the path of the reaction product handling of wetting liquid several sequential steps for liquid or particle handling and transport of microparticles. However the time for particle resuspension is limited by the microfluidic timer. When performing liquid routing through the second fluidic path leakage flow occurs via the first fluid path. Thus the third method ...