Das Gerätezentrum (Core Facility) für Mikrosystem-Technologien der Professur für Biochemische Zelltechnologie ist in das Biotechnologisch-Biomedizinische Zentrum (BBZ) der Universität Leipzig eingebettet.
Es bietet universitätsinternen und externen Nutzern:innen Zugang zu einem breiten Spektrum von Technologien im Bereich der Mikrosystemtechnik an.
Zur Core Facility zählen Technologien zur Herstellung von Mikroelektrodenarrays, Abgussformen für Polymerchips (PDMS-Master) und der 3D-Druck von mikrofluidischen Plattformen. Dafür stehen voll ausgestattete Reinräume (Klasse ISO5/7) mit Geräten zur mikrosystemtechnischen Fertigung der Elektrodenarrays oder 3D-Drucker und Laseranlagen zur Verfügung.
Infrastruktur und Geräte
Die Infrastruktur zur Herstellung verschiedener Mikrosystem-Technologien besteht aus drei strukturellen Einheiten:
- Reinraum 1 für fotolithografische, nasschemische sowie beschichtungstechnische Arbeiten
- Reinraum 2 für additive Drucktechniken
- Laseranlage (SLE)
Die Reinräume befinden sich im 4.OG im universitären Teil des BBZ am Deutschen Platz 5 in Leipzig (Raum 1.417.1 und 1.419.1). Beide Reinräume mit den darin befindlichen Geräten, wie zum Beispiel 3D-Printer, Sandstrahler, Lasercutter oder Bandsäge sind der Professur für Biochemische Zelltechnologie zugeordnet. Die Laseranlage zur Strukturierung von Gläsern ist im Institut für Analytische Chemie (Linnéstraße 3, Leipzig, 1.OG) lokalisiert und wird gemeinsam von den Professuren für Konzentrationsanalytik (Fakultät für Chemie) und Biochemische Zelltechnologie (BBZ) betrieben.
Der Reinraum 1 ist in die Bereiche Ätzen und Reinigen sowie Lithografie untergliedert. Der Bereich Ätzen und Reinigen ist mit zwei Säure-Ätzbecken für Peroxomonoschwefelsäure und Flusssäure ausgestattet. In diesem Bereich befindet sich zusätzlich eine Reinstwasserkaskade zum Reinigen von Substraten sowie ein Spin-Coater (SSE GmbH, max. 4000 rpm) zum Trocknen und Beschichten. Der Bereich Lithografie ist mit zwei Heizplatten (max. 200°C), einem Spin-Coater, einer HMDS-Heizplatte (SSE GmbH, max. 150°C) zum Silanisieren und einer Reinstwasserkaskade ausgestattet. Im Raum stehen neben einem Chemikalienschrank eine Vielzahl von Geräten zur Herstellung von Mikroelektrodenarrays zur Verfügung. Diese sind inklusive ihrer Spezifikationen in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Zusammenfassung aller im Reinraum installierten Geräte zur Herstellung von Mikroelektrodenarrays
| Gerät | Art | Anwendung | Spezifikationen |
| MA6 SÜSS Microtec GmbH | Belichter | Strukturierung von Fotolacken mit UV-Licht und Fotomaske | Substratgröße: max. 6" |
| Wellenlänge: 365 nm - 405 nm (Breitband) 365 nm oder 405 nm | |||
| Strukturgröße: min. 2 µm | |||
| Positiv- und Negativlacke | |||
| µPG Heidelberg Instruments | Laserschreiber | Laser-Strukturierung von Fotolacken | Substratgröße: max. 6" |
| Wellenlänge: 365 nm | |||
| Strukturgröße: min. 5 µm | |||
| Schreibgeschwindigkeit: 90 mm²/min | |||
| BAE 250 BAL-TEC AG | Beschichtungs-anlage | Abscheidung (Sputtering) von metallischen und metalloxidischen Schichten | Substratgröße: max. 4" |
| Modus: RF, DC | |||
| Gase: Ar | |||
| Standardmaterialien: Au, Ag, Pt, ITO, Cu, W, Ti | |||
| Schichtdicke: min. 10 nm | |||
| CREAMET 500 Creavac GmbH | Beschichtungs-anlage | Abscheidung (Sputtering) von metallischen und metalloxidischen Schichten | Substratgröße: max. 6" |
| Modus: RF, DC | |||
| Gase: Ar, N2, O2 | |||
| Standardmaterialien: Au, Ag, Pt, ITO, Cu, W, Ti | |||
| Co-Sputtering von 2 Materialien | |||
| Schichthomogenität: ± 5% | |||
| Schichtdicke: min. 10 nm | |||
| Plasma-Nachbehandlung von Oberflächen: Ar, N2, O2 | |||
| Carbolite Carbolite Gero GmbH | Ofen | Wärmebehandlung von Bauteilen und gesputterten Schichten | Temperatur max: 600°C |
| Aufheiz-, Abkühlrampen: 10 | |||
| Aufheizgeschwindigkeit: min. 0.1 °C | |||
| FRT Micro Spy Topo FRT GmbH | Mikroskop | Schichtdickenmessung/3D- Darstellung Oberflächenprofile | Auflösung x,y: 0.2 µm |
| Auflösung z: 1 nm | |||
| Höhenmessbereich: max. 400 µm | |||
| Messfeld: 178x134 µm (Bildfeld) |
Der Reinraum 2 ist in die Bereiche 3D Druck mit Plastikmaterialien und Hydrogelen mit lebenden Zellen unterteilt. Um Chiptechnologien mit komplexen Geometrien für die Zellkultur herzustellen, sind materialoffene 3D-Printer mit Auflösungsgrenzen von 0.15 bis zu 5 µm vorhanden. Die Spezifikationen der 3D‑Printer sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst. Für das sterile Arbeiten mit biologischem Material steht eine Zellkulturbank zur Verfügung, sowie ein Zellinkubator.
Zusammenfassung und Spezifikation der 3D-Printer
Gerät | Anwendung | Spezifikationen |
Ultimaker | 3D-Druck | Bauteilgröße: 215 x 215 x 200 mm |
| Filamentdurchmesser: 2.85 mm | ||
| Auflösung: 0.4 mm | ||
| Materielien: PLA, APS, CPE, PC, PP | ||
formlabs 3B | 3D-Druck | Bauteilgröße xyz: 14.5x14.5x18.5 cm |
| Filamentdurchmesser: 2.85 mm | ||
| Auflösung: 25 µm | ||
| Laserspot: 85 µm | ||
| Schichtdicke: 25-300 µm | ||
| Materialien: Kunstharze | ||
Asiga MAX X | 3D-Druck | Bauteilgröße: 119 × 67 × 75mm |
| LED-Wellenlänge: 385 nm | ||
| Auflösung: 62 µm | ||
| Materialien: materialoffen | ||
BioX | 3D-Druck von | UV-Aushärtung: 365, 405, 485 and 520 nm |
| Größe xyz: 115x80x100 mm | ||
| Auflösung: 1 µm | ||
| Materialien: Kollagen, Gelatine, Hyaluronan, Seide, Alginat und Nanocellulose | ||
NanoOne | 2 Photon Polymerisations 3D-Druck | Größe xyz: 40x40x40 mm |
| Auflösung: 0,11 µm | ||
| Materialien: Photolacke, Biopolymere |
Zusätzlich zu den Geräten am BBZ besteht die Möglichkeit Glas zu strukturieren. Die Laseranlage für ein „Selective laser-induced etching“ (SLE) von Glas-Substraten befindet sich im Reinraum der Analytischen Chemie (Linnéstraße). Die Spezifikationen des Gerätes sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
Spezifikation der SLE-Laseranlage
Gerät | Anwendung | Spezifikationen |
FemtoPrint | Strukturierung | Substratgröße: Wafer 6" |
Material: Fused Silica, Borofloat | ||
Auflösung: 2 µm | ||
Option: welding |
Strukturen, die mittels SLE-Verfahren gewonnen werden, müssen in der Folge in Abhängigkeit vom Material und der Auflösung in Kaliumhydroxid-Lösung (KOH) im Ultraschallbad bei 80°C oder in Flusssäure (HF) bei Raumtemperatur nachbehandelt werden. Entsprechende Ätzbecken stehen sowohl direkt an der Laseranlage im Institut für Analytische Chemie, Arbeitsgruppe Konzentrationsanalytik als auch in der Arbeitsgruppe Biochemische Zelltechnologie zur Verfügung.
Weitere Arbeiten, die in der Auftragsfertigung durchgeführt werden können, sind das Laserbearbeiten/-schneiden von Polymeren, das Sandstrahlen und Sägen von Bauteilen aus Glas und Metall.
Sonstige Arbeiten, die in der Core Facility durchgeführt werden können:
Gerät | Anwendung | Spezifikationen |
Bandsäge (Dramet) |
Schneiden von Bauteilen | Substratgröße: max. 30x30x10 cm Sägeschnitt: 0,25 mm Materialien: Glas, Metall Sägeband: Diamant |
Sandstrahler |
Sand/Kugelstrahlen | Bauteilgröße: max. 60x40x50 cm Strahlmmittel: SiC, Glasperlen (Weitere Strahlmittel auf Anfrage) Strahldüse: 0,8 -2,0 mm |
Lasercutter |
Laserbearbeitung/-Schneiden | Bauteilgröße: max. 510x30 mm Materialien: Acrylglas, Glas, Titan, Aluminium (Weitere Materialien auf Anfrage) |
Unsere Leistungen
Die in der Technologieplattform integrierten Geräte und Anlagen besitzen eine sehr große Bandbreite an Spezifikationen, so dass sowohl die Möglichkeit der Prototypenfertigung als auch die Herstellung von Kleinserien besteht. Mögliche Leistungen und realisierbare Stückzahlen, die angeboten werden können, sind in der nachstehenden tabellarischen Leistungsübersicht zusammengefasst.
In der Regel ist die Herstellung von Mikrosystem-Plattformen mittels in Reinraum 1 angesiedelten Prozessen ausschließlich im Servicebetrieb vorgesehen. Für größere Projekte kann jedoch, nach Absprache mit dem Verantwortlichen des Gerätezentrums, eine Einweisung für den Bereich erfolgen, um die Arbeiten im Anwendungsbetrieb durchzuführen. Die Herstellung von Plattformen mittels additiver Drucktechniken in Reinraum 2 ist sowohl im Service- als auch im Anwendungsbetrieb nach einer Einweisung, Sicherheitsbelehrung und der Unterzeichnung eines Formulars zur Bestätigung der erfolgten Einweisung und Sicherheitsbelehrung sowie zur Anerkennung der jeweils gültigen Nutzungsordnung möglich. Arbeiten im Anwendungsbereich sind nur während der Kernarbeitszeit und bei Anwesenheit des Personals des Gerätezentrums durchführbar.
Leistungen, die über die Technologieplattform angeboten werden können:
| Leistung | Substrat/ Material | Layout | Abmes-sungen | Elektroden-/ Beschichtungs-material | Passivierung | Menge/Tag |
| Reinraum Chipfertigung | ||||||
| Herstellung Elektrodenarrays | Glas | Standard | 49x49x1.1 | Au, Pt, Ag, Ti | SU8-2 | 15 |
| 49x49x1.1 | ITO (transparent) | SU8-2 | 10 | |||
| Beschichtung von Oberflächen ohne Strukturierung | Glas | ohne | max. 6" | Au, Pt, Ag, Ti, ITO, weitere Materialien auf Anfrage | keine | 5-100 Stück* in Abhängigkeit von Objektgröße und Schichtdicke |
| Si | ||||||
| Herstellung von PDMS-Mastern | Glas, Si | Strukturbreite min. 2 µm; Strukturhöhe 1-50 µm | max. 4" | keine | keine | 15 |
| Plasmabehandlung von Oberflächen mit Ar, O2, N2 | Glas, Si, Polymere, weitere Materialien auf Anfrage | ohne | max.6" | ohne | keine | 5-100 Stück* in Abhängigkeit von Objektgröße |
| 3D-Druck | ||||||
| Herstellung von 3D-Bauteilen | ABS, PC, PH, PLA, PP, PVA, TPU | nach Vorlage | max. 215x215x200 mm | auf Anfrage | keine | 5-20 Stück* in Abhängigkeit von Objektgröße |
| printodent® GR-10 | ||||||
| RS-F2-RG10-01 | ||||||
| S-F2-BMCL-01 | ||||||
| weitere Materialien auf Anfrage | ||||||
| Laserstrukturierung | ||||||
| Herstellung von Strukturen in Glas durch Selektives Laserätzen | Quarzglas, Borofloat | nach Vorlage | max. 6" | Strukturierung und Beschichtung mit Elektrodenmaterial möglich | auf Anfrage | 1-5 Stück* in Abhängigkeit von Strukturgröße |
| Sonstiges | ||||||
| Sägen | Glas, Si, Polymere, weitere Materialien auf Anfrage | Kunden- spezifisch | max. 30x30x5 cm | - | - | 1-100 Stück* in Abhängigkeit von Substratgröße |
| Sandstrahlen | Glas, Si, Polymere, weitere Materialien auf Anfrage | Kunden- spezifisch | 60x50x40 cm | - | - | |
| Lasercutter | Polymere, Glas | Kunden- spezifisch | 510x300 mm | - | - | |
Nutzungsmodelle
Der Kreis der Nutzer:innen der Core Facility wird in Universitätsinterne und Externe gegliedert.
Universitätsinterne Nutzer
Der Kreis der potenziellen universitätsinternen Nutzer:Innen umfasst alle Mitglieder der Universität, inklusive der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Ihnen werden die im Servicebetrieb sowie Anwendungsbetrieb verursachten projektbedingten Zusatzkosten nach den so genannten universitätsinternen Abrechnungssätzen in Rechnung gestellt.
Externe Nutzer
Der Kreis der potenziellen externen Nutzer:innen umfasst alle Personen, die nicht zu den universitätsinternen Nutzenden gehören. Ihnen werden die im Servicebetrieb verursachten projektbedingten Kosten entsprechend den gesetzlichen und universitären Vorgaben abgerechnet. Hierfür wird den externen Nutzer:innen nach Anfrage zunächst ein Angebot für einen konkreten Leistungsumfang erstellt. Die jeweiligen Angebotspreise basieren auf der an der Universität Leipzig für wirtschaftliche Projekte vorgeschriebenen Vollkostenkalkulation.
Die Bearbeitung der Aufträge erfolgt nach folgender Priorität, bei Aufträgen gleicher Priorität ist zunächst der Zeitpunkt der Auftragserteilung maßgeblich:
- Höchste Priorität haben Aufträge der Universität Leipzig.
- Mittlere Priorität haben Aufträge externer, nicht gewinnorientierter Forschungseinrichtungen.
- Die niedrigste Priorität haben Aufträge aus der Privatwirtschaft.
Dies gilt auch für die Nutzung im Anwendungsbetrieb. Besteht für einen bestimmten Auftrag eine erhöhte Dringlichkeit, kann in Absprache mit dem Leiter und bei verfügbaren Kapazitäten eine erhöhte Priorisierung stattfinden.
Preise
Die Nutzung der Geräte verpflichtet zur Kostenübernahme. Die Kosten werden in Rechnung gestellt: Sowohl im Servicebetrieb als auch im Anwendungsbetrieb werden Maschinenzeiten abgerechnet. Die Nutzungskosten der Geräte sind in Geräteklassen eingruppiert (siehe nachfolgende Tabellen). Zusätzlich werden jedem Projekt Kosten für die angefallenen Verbrauchsmaterialien berechnet. Für externe Nutzer:innen im Servicebetrieb werden die Kosten individuell auf Anfrage und auf Grundlage universitätsinterner und gesetzlicher Vorgaben kalkuliert.
Die Berechnung projektspezifischer Kosten erfolgt auf der Einteilung der verwendeten Geräte in Geräteklassen:
Kostenaufstellung für verschiedene Nutzergruppen
| Geräteklasse | Universitäts- intern | Extern | |
| €/h | €/h | ||
| Gerät im Anwendungsbetrieb | I | 25,00 | auf Anfrage |
| II | 35,00 | auf Anfrage | |
| Gerät im Servicebetrieb | I | 50,00 | auf Anfrage |
| II | 70,00 | auf Anfrage |
Die Berechnung projektspezifischer Kosten erfolgt auf der Einteilung der verwendeten Geräte in Geräteklassen.
Einordnung der Geräte in Geräteklassen
Geräteklasse | Gerätename | Beschreibung |
I | Carbolite | Ofen |
FRT Microspy topo | Konfokales Mikroskop | |
Dramet | Bandsäge | |
barth 850 | Sandstrahler | |
Ultimaker X3 Extended | 3D-Drucker | |
formlabs 3B | 3D-Drucker | |
Asiga MAX X UV 380 | 3D-Drucker | |
BioX | 3D-Drucker | |
II | Mask Aligner | Belichter |
µPG | Maskenloser Belichter | |
BAE 250 | Beschichtungsanlage | |
CREAMET | Beschichtungsanlage | |
NanoOne | Drucker | |
SLE FemtoPrint | SLE-Anlage |
Buchungssystem und Vergabe von Nutzungszeit
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