OpenDrop: Automatisiertes Biologielabor für den Schreibtisch

OpenDrop ist ein Projekt von GaudiLabs aus der Schweiz, das eine Automatisierung von Prozessen in einzelnen Flüssigkeitstropfen ermöglicht. Somit werden biologische und chemische Versuche in kleinem Maßstab auch jenseits von großen und teuren Laborautomaten möglich.

Durch die freie Lizenz wird so die Weiterentwicklung und Nutzung auch für kleinere Labore und sogar Maker möglich. Das Projekt ist eine Weiterentwicklung der Arbeiten von hackteria.org und der DIYBio-Bewegung und Teil einer größeren Initiative, die die Forschung weiter bringen und in eine komplette Labor-Automatisierung münden soll.

Das Prinzip von OpenDrop

Bei OpenDrop werden kleine Tropfen auf einer Leiterplatte mit speziellen Feldern mittels Hochspannung von einem Feld in das gewünschte nächste Feld bewegt. Gesteuert von einem Mikroprozessor können so Tropfen aus den Reservoirs geholt, miteinander vereinigt, gemischt und zu Sensoren bewegt werden. Dabei ist das steckbare Experimentierfeld (Cartridge) in einer Matrix angeordnet, auf der die einzelnen Felder direkt adressiert werden können. Die Flüssigkeiten müssen natürlich polarisiert sein (wie Wasser) und die Elektroden (Felder) sind auch nicht leitend wie bei einer normalen Leiterplatte, sondern mit einem dielektrischen, nicht leitenden Überzug versehen, denn man will ja keine Elektrolyse machen. So bilden sich dann stabile Tropfen. Gegenpolig geladene Felder ziehen die Tropfen an oder stoßen sie ab, woraus sich die Bewegung ergibt. Die Flüssigkeit dafür gibt es zu kaufen oder man mischt sie sich selbst an, die Rezepte sind ebenso Open Source.

Das Ganze sieht auf den ersten Blick wie ein Spiel aus und bietet fantastische Animationen von Tropfen. Der YouTuber Steve Mould hat diesen spielerischen Aspekt benutzt, um Pac-Man und Snake auf dem „Tropfen Display“ zu verwirklichen.

Als Wissenschaftsvermittler geht er natürlich gern den spielerischen Weg, um etwas zu erklären, die Theorie dahinter wird aber ebenso erklärt. Daneben kann man auf den Seiten von OpenDrop und deren GitHub-Seite auch die passenden Schaltpläne und KiCAD-Dateien und Libraries laden.

Das ganze System soll, wie nicht anders zu erwarten, auch mit Sensoren, Heizelementen und etwa Magneten für magnetische Fluide als Träger erweitert werden.

Damit bekommt man tatsächlich Lust, einen Hochspannungsgenerator zu kaufen und etwas mit dieser Technik zu experimentieren. Die passenden Chips, um die vielen Hochspannungskanäle zu schalten, kommen übrigens aus Tintenstrahldruckern, vielleicht den nächsten alten Drucker nicht wegwerfen, sondern die Chips ausschlachten.

Das Kit gibt es auch fertig zu kaufen, mit Preisen ab 975 Euro ist es aber deutlich zu teuer, um nur einmal damit zu spielen, wenn man nicht ein berühmter YouTuber ist.

(caw)