Kryoforschungsbank & Zentrum für ... - Biotechnologie.de

(2) Tieftemperaturelektronik
Kälteausbreitung an einem Mikrocontroller, bei Anlegen eines Temperaturgradienten (rot warm, blau kalt).
Wärmeübertragung von einem Mikrocontroller auf die gekoppelten biologischen Proben. Deutlich erkennt man die
Erwärmung durch die Wärmekapazität des elektronischen Chips (rote Fläche unter den Wells (blau)). Auch wenn es
sich nur um wenige Grad oder Bruchteile davon handelt, müssen derartige Gradienten eliminiert werden. Ein Echtzeit-Infrarot-Bolometer-System
erlaubt dies in bildgebender Weise.
Die Entwicklung eines intelligenten
Kryosubstrats für ein neuartiges Kryobankkonzept
stellt eine interdisziplinäre
Herausforderung dar. Ziel ist es, ein
Vertauschen der Proben zu verhindern
und eine sich selbst optimierende, auf
die Belange der Kryokonservierung
ausgerichtete Datenverwaltung zu
ermöglichen. Die Hauptaufgabe im
Bereich der Tieftemperaturelektronik
besteht in der Entwicklung eingebetteter
elektronischer Systeme, die als Einheit
mit den Probensubstraten eingefroren
und dauerhaft unter Kryobedingungen
eingelagert werden können.
Neben einem Betriebstemperaturbereich
von –130 °C bis hinunter zu
–196 °C müssen die elektronischen
Komponenten extreme Temperaturzyklen
aushalten und in der Lage sein,
die aufkommenden Daten zuverlässig
und sicher zu speichern.
Elektronische Speichermedien, die für
eine Lagerung oder sogar einen Zugriff
unter diesen Umgebungsbedingungen
spezifiziert sind, werden im kommerziellen
Sektor nicht angeboten. Für die
Modifizierung und Evaluierung kommerzieller
Elektronik unter tiefen Tem-
peraturen wurde am IBMT umfangreiches
Testequipment entwickelt und
eingesetzt. Die entsprechende Arbeitsgruppe
verfügt über Tieftemperaturlagersysteme
(bis –196 °C) mit medizinischer
Zulassung, in denen Langzeituntersuchungen
durchgeführt werden
können. Mit eigens modifizierten, programmgesteuerten
Einfrierautomaten
(bis –180 °C) werden Stressbelastungen
simuliert und temperaturabhängige
physikalische und funktionale
Eigenschaften von elektronischen Bauteilen
erforscht. Die messtechnische
Ausstattung der Labore umfasst Gerä-
Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik 27