Laboratorium in een chip

Micronit Microfluidics is een bedrijf dat ongeveer zes jaar geleden in de kraamkamers van de Universiteit Twente is geboren. Het innovatieve product? Lab-on-a-chip, een minilaboratorium op een glazen chip, waardoor reageerbuisjes opeens worden gedegradeerd tot museumstukken.

Micha Mulder en studievriend Ronny van ’t Oever wisten na hun studie Technische Natuurkunde in Enschede dat zij ‘iets’ met microtechnologie wilden gaan doen. Van ’t Oever was tijdens het afstuderen al in aanraking gekomen met de enorme potentie van microtechnologie, terwijl Mulder na een jaar werken bij ASML tot de conclusie kwam dat hier een dikke boterham mee te verdienen was.

Samen besloten de studievrienden om Micronit Microfluidics op te richten. Vervolgens huurden zij op uurbasis een cleanroom bij MESA+, een aan de universiteit verbonden onderzoeksinstituut, om na enige tijd naar buiten te komen met hun product: Lab-on-a-chip. Daarin worden via verschillende processen hele kleine kanaaltjes met onderlinge verbindingen gemaakt.

Gebruik

Waar het voor gebruikt kan worden? Voor de analyse of synthese van vloeistoffen. Met name voor de analyse van DNA en eiwit, maar ook voor bloedanalyse, of voor het maken van nieuwe medicijnen door verschillende vloeistoffen op de chips bij elkaar te brengen en chemische reacties te testen.

Het innovatieve zit hem in het proces om het glas te bewerken. “De kanaaltjes zijn meestal kleiner dan een haar”, zegt Mulder. “Ongeveer een honderdste millimeter. Om nauwkeurig en reproduceerbaar die kanaaltjes heel klein te maken en het glas op die manier te bewerken, dat is heel innovatief. We hebben niet veel concurrentie. Er zijn misschien twee of drie bedrijven in de wereld die ongeveer vergelijkbare dingen aanbieden. Wij hebben alleen veel meer processen ontwikkeld om het glas te kunnen bewerken. Niet alleen het etsen, maar bijvoorbeeld ook het poederstralen van glas. We kunnen daarnaast ook elektrodes integreren, zodat de geleidbaarheid van een vloeistof gemeten kan worden.”

Het werk van Micronit valt een klein beetje te vergelijken met de manier waarop computerchips worden gemaakt. Micronit gebruikt voor een deel bijvoorbeeld dezelfde apparatuur die ook in de semiconductor-industrie wordt gebruikt, maar voor de producten van Micronit mag het resultaat wat grover zijn. Volgens Mulder te vergelijken met de nauwkeurigheid van een computerchip van ongeveer 25 jaar geleden. De vloeistofkanalen hoeven niet extreem klein te zijn, omdat deeltjes in de vloeistoffen, bijvoorbeeld cellen, minimaal enkele micrometers groot zijn.

Halffabrikaat

De belangrijkste klant van Micronit is een grote farmaceut, die de chips gebruikt om sneller nieuwe medicijnen te ontwikkelen. Allerlei componenten van potentiële medicijnen worden in de chip gemengd, om vervolgens te kijken welke combinaties weer een nieuw medicijn opleveren. Mulder: “Omdat er zoveel verschillende combinaties mogelijk zijn, willen ze dat proces graag geautomatiseerd laten verlopen.”

Daarnaast hebben farmaceuten nogal eens het probleem dat een medicijn voor bijvoorbeeld 95 procent van de mensen goed werkt, maar dat 5 procent van de mensen er erge bijwerkingen van krijgt, of er zelfs aan dood gaat. Normaal gesproken kan het medicijn dan dus niet op de markt worden gebracht. Mulder: “Nu heeft die klant met onze chips een DNA-test ontwikkeld waarmee je van tevoren kunt voorspellen in welke groep de patiënt zit, of hij wel of geen baat heeft bij het medicijn. Waardoor het medicijn dus toch gebruikt kan worden.”

Lab-on-a-chip is in de meeste gevallen een halffabrikaat. Klanten bouwen er vaak zelf iets omheen. Zo heeft de grote farmaceutische klant aanvullende software ontwikkeld en laten ontwikkelen. Een andere klant heeft de chip onlangs ingebouwd in een standaardapparaat voor DNA-analyse, dat binnenkort op de markt wordt gebracht. Micronit is zelf niet van plan om zich te verdiepen in allerlei toepassingen. “Dat laten we over aan onze klanten”, zegt Mulder. “Er zijn gewoon teveel toepassingsgebieden. Wij blijven ons dus vooral richten op de technologie om die chips te maken.”

Koeling computers

Micronit is tot nu toe voorzichtig gegroeid. Bijna alle investeringen zijn betaald uit inkomsten van bestaande klanten en het subsidiegeld is beperkt gebleven tot minder dan een ton in euro’s. Het bedrijf draait daardoor nu nog een ‘voorzichtige’ 1,2 miljoen euro omzet, maar de potentie is volgens Mulder veel en veel groter. “Ik verwacht dat de traditionele reageerbuis er helemaal uitgaat. Zeker voor de wat duurdere chemicaliën, waar je geen druppel te veel van wilt gebruiken, is het dé toekomst om een systeem te bouwen met een klein volume. Het werkt ook sneller. Je hebt bovendien minder afval, wat erg handig is, omdat veel vloeistoffen giftig zijn.”

En echt hard kan het gaan met glazen microchips wanneer de computerindustrie het product onderkent als een handige koeling voor hun computerchips. Mulder: “We zijn met Universiteit Twente al bezig geweest met een koelapparaat voor chips in computers. Via een kanalenstelsel op onze chip kun je bepaalde gassen laten uitzetten, waardoor het zeer koud wordt. Dat zou een hele grote markt kunnen zijn. Het is inmiddels aangetoond dat het werkt en het levert belangrijke voordelen op ten opzichte van de traditionele koeling. Het is stil, het is kleiner en het verbruikt minder stroom. Je zou het uiteindelijk helemaal in een computerchip kunnen integreren, waarbij je een stukje glas verbindt met een stuk silicium in de chip.”

De daadwerkelijke groei van Micronit wordt evenwel voor een belangrijk deel bepaald door de markt. Mulder: “We zouden een grote fabriek kunnen neerzetten, maar we hebben al vaak gezien dat de markt vervolgens achterblijft en zo’n bedrijf failliet gaat. De timing is cruciaal. Op dit moment denken wij dat het nog te vroeg is om een grote fabriek neer te zetten, maar in de toekomst kan dat er wel inzitten. Het liefste zien we eigenlijk dat een grote klant er in wil investeren. Dat is veel veiliger en veel slimmer.” n