Was ist ein Mikromanipulator?
Mikromanipulatoren sind Geräte zum Greifen und Bewegen von Objekten in mikro- oder nanoskopischer Größe. Sie benötigen einen sehr kleinen Greifarm und eine Steuerung. Die meisten Mikromanipulatoren sind mit einem Tisch ausgestattet, der das Objekt festhält, sowie mit Bildsensoren und Verarbeitungsfunktionen, die je nach Zustand des Fremdkörpers oder Objekts entsprechende Bewegungen ermöglichen. Mikromanipulatoren werden hauptsächlich durch Elemente gesteuert, die durch Spannung aus- oder eingefahren werden können und so kleinste Verschiebungen ermöglichen.
Anwendungen von Mikromanipulatoren
Mikromanipulatoren werden in der medizinischen Praxis und bei Experimenten mit Halbleitern, in der Biotechnologie und mit speziellen Materialien eingesetzt. In der medizinischen Praxis und in der Biotechnologie werden Mikromanipulatoren eingesetzt, um mikroskopisch kleine Materialien in Zellen zu injizieren und diese für die medizinische Behandlung zu kultivieren oder um deren Entwicklung zu beobachten. In der Halbleitertechnik und bei Experimenten mit speziellen Materialien werden sie zur Entfernung und Entnahme von Fremdkörpern und mikroskopischen Produkten eingesetzt. Bei der Auswahl eines Mikromanipulators sollten die Reihenfolge der Materialien, die manipuliert werden können, und die Anwendungen, die er unterstützt, berücksichtigt werden.
Funktionsweise von Mikromanipulatoren
Die Funktionsweise von Mikromanipulatoren wird im Folgenden beschrieben: Mikromanipulatoren bestehen aus einem Bedienteil, das das zu manipulierende Material tatsächlich manipuliert, einer Messeinheit und einer Steuereinheit. Der Bedienteil besteht aus einem Aktuator, der spannungsabhängig um eine winzige Strecke aus- und einfährt, einer Spritze zum Einspritzen von Chemikalien und anderen Flüssigkeiten und einer Spitzenstruktur zum Aufnehmen winziger Objekte. Der Messteil umfasst Bildsensoren zur Überwachung des Ist-Zustands der Oberfläche oder eines anderen zu messenden Objekts und der Durchführung des gewünschten Vorgangs. Der Steuerteil enthält Algorithmen zur Kontrolle kleiner schwankender Werte und zur Überwachung und Kontrolle, ob der gewünschte Vorgang ausgeführt wird.
Während des Betriebs legt die Steuereinheit eine Spannung an den Aktuator an, die von der in die Steuereinheit eingegebenen Bewegung abhängt, und der Aktuator fährt in Abhängigkeit von der Höhe der Spannung aus oder ein, was zu einer winzigen, präzisen Bewegung führt. Die Bewegung wird von einem Sensor in der Messstrecke erfasst. Die Spitze des Aktuators ist wie eine Mikrospritze geformt, mit der Chemikalien in Zellen oder andere Objekte injiziert werden können, und die abgeflachte Spitze kann zur Adsorption und Bewegung der Zielsubstanz verwendet werden.