BRAVE TECHNOLOGY:
OPTO-FLUIDIC FORCE INDUCTION (OF2i)

Photonen haben Impuls, Spin- und optische Drehimpulse,  zwar nicht genug um unseren COO-Boxer auf die Matte zu legen, aber definitiv ausreichend für Aktivitäten in der nano-Welt. BRAVE Analytics nutzt diese intrinsischen Lichteigenschaften, sogenannte Lichtkräfte, für ihr patentiertes opto-fluidisches Kraftinduktionsverfahren (OF2i) [1] für die aktive, schnelle und kontinuierliche Online-Partikelcharakter-isierung. Das Prinzip basiert auf der Kombination sehr definierter fluidischer und optisch induzierter Kräfte, die auf Partikelströme wirken [2]. Somit kann OF2i als Hochdurchsatz-Messverfahren mit Einzelpartikelgenauigkeit zur Echtzeit-Prozessüberwachung genutzt werden.

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Die minimalen photonischen Kräfte reichen aus, um die kleinen Teilchen von ihrer fluidisch induzierten Bewegung abzulenken, zu beschleunigen bzw. abzubremsen. Die patentierte optische Paralleli-sierung dieses Prozesses ermöglicht dies für Tausende von Partikeln gleichzeitig und in Echtzeit. Infolgedessen enthalten die induzierten Teilchenbahnen Größen- und Forminformationen. Dies funktioniert instantan und überlagert zu den relativ langsamen Prozessen der Brownschen Bewegungen der Partikel.

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Einzelpartikel-Visualisierung

Unter Verwendung eines Ultramikroskop-Setups zur Trajektorienbestimmung können die aktiv veränderten Partikelbahnen bestimmt und hinsichtlich Größen, Größenverteilungen und Konzentrationen mit eindeutiger, statistischer Signifikanz zur Grundpopulation bewertet werden. Durch diesen grundlegenden aktiven OF2i-Zugang funktioniert dies um Größenordnungen schneller als Brownsche bewegungsbasierte Verfahren wie DLS oder NTA.

Die OF2i-Technologie arbeitet als on-Line und kalibrierungsfreie Prozessanalysetechnologie (PAT). Sie wurde im Partikellabor (PA-Lab Graz) an der Medizinischen Universität Graz verifiziert und wird derzeit in Zusammenarbeit mit Partnern aus verschiedenen Industrien und Branchen bzw. Forschungslabors installiert und getestet.

[1] Hill, C. Optofluidic force induction (OF2i) - Platform technology for particle characterization and active manipulation in microfluidic environments (Doctoral dissertation). 2018, Medical University Graz.

[2] Kaneta, T., et al., Theory of optical chromatography. Analytical Chemistry, 1997. 69(14): p. 2701-2710.

A BRAVE VISION

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BRAVE – Jenseits des Standes der Technik...

Die Möglichkeiten in der nano-Welt sind endlos und wir sind immer noch dabei, sie zu entdecken. Unsere OF2i-Technologie hat die revolutionäre Möglichkeit geschaffen, Partikel und Proben on-line und kontinuierlich im Nanometerbereich mithilfe von uFluidik und Photonik zu messen. Diese Methode wurde in den letzten beiden Jahren zu einem Nanopartikel-Messinstrument übersetzt.

Ing. Dr. Christian Hill, Koordinator der OF2i-Technologie, BRAVE Analytics GmbH

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BRAVE B1  – Für Online-Messungen

Der B1-Prototyp wurde schon in verschiedenen Anwendungsbereichen getestet, optimiert und verifiziert. Mit ausgewählten Partnern gehen wir nun den nächsten Schritt: die Technologie wird nun bei den ersten Produktionsanlagen online eingesetzt. Die Vision von "Sample in – data out" und zwar online und in Echtzeit ist in greifbarer Nähe.

Geplante Spezifikationen des Messsensors  – unsere Vision

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*dependent on sample
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BRAVE B2  – Das Laborgerät

Das B2 wurde auf der Analytica 2022 in München vorgestellt und kommt Anfang 2023 auf dem Markt. Die Testserie wird schon für Messungen in der Medizinforschung, bei der Detektion von Nanoplastikteilchen in Wasser, in der Herstellung von Oberflächenbeschichtungen auf Basis von Keramikpartikeln und bei nanokristallinen Hydroxylapatit-Lösungen eingesetzt.

 

THE BRAVE DIFFERENCE

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QUELLE: ISO copyright office, ISO/TR 18196: Technical Report 2016; Nanotechnologies - Measurement technique matrix for the characterization of nano-objects. First Edition: 2016-11-15, Geneva p. 3-5

 

BRAVE CASES

LEISTUNGEN:

Analyse von Biomolekularen Kondensaten und deren Rolle für verschiedene

Krankheitsbilder

ZIELE:

Untersuchung von liquid-liquid phase separation (LLPS) Prozessen, dynamische Untersuchung von Partikel-Formierungsprozessen, deren Entstehung, Konzentrationen und Größenverteilungen.

MASSNAHME:

Zeitaufgelöste Characterisierung mittels OF2i B2 Benchtop-Lab-Device, Einsatz zur Low Volumen (<100µl) Vermessung im Bereich von 50nm bis 2µm, Vergleichs Analysen zu Momentaufnahmen von Dynamischer Lichtstreung (DLS) und NanoParticleTracking Analysis (NTA)

Medical University of Graz, Austria

BIOPHYSIK

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LEISTUNGEN:

Geräteaufbau, Installation, Anlagenverifikation

 

ZIELE:

Prozesskontrolle zur nass-chemischen Herstellung von Nanokristallen

(nano-Hydroxylapatit) zur Remineralisierung von Zahnschmelz bzw. Behandlung von Knochendefekten

MASSNAHME:

On-line Einsatz von OF2i zur Prozesskontrolle im Vergleich zu  off-line Messungen über TEM, NTA und DLS 

FLUIDINOVA S.A.

CHEMISCHE INDUSTRIE

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LEISTUNGEN:

Anlagenintegration, Geräteaufbau, Prozesssteuerung

 

ZIELE:

Aggregationskontrolle und Prozesssteuerung von nano-Keramik-Oberflächenbeschichtungsanlagen von Metallen für reibungsarme, antibakterielle, selbstreinigende und chemisch-inerte Beschichtungen.

MASSNAHME:

Einsatz von OF2i zur Echtzeitvermessung von Beschichtungsprozessen im Vergleich zu DLS und TEM

CREATIVE NANO P.C.

BESCHICHTUNGEN

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LEISTUNGEN:

Sample-Partikelcharakterisierung, Anlagenintegration

 

ZIELE:

Prozesskontrolle zur nass-chemischen Herstellung von Nanolignin in den Endprodukten „wasserbasierter Lack“ und „Sonnencreme“ und Überprüfung der industriellen Anwendbarkeit.

MASSNAHME:

On-line Einsatz von OF2i zur upstream und downstream Prozesskontrolle im Vergleich zu off-line Messungen über NTA und DLS 

LIGNOVATIONS

BIOBASIERTE NANOLIGNIN-PRODUKTION

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BRAVE PUBLICATIONS