I.N.V.I. Sense^base Produktfamilie

Die I.N.V.I. Sense^base Produktfamilie steht für einen neuen Ansatz in der Forschung an magnetischen Nanopartikeln (MNP) und im Monitoring von Syntheseprozessen. Konventionelle Magnetpartikelspektrometrie (MPS) ist in der Regel auf die Charakterisierung von Mikroliterproben nach der Synthese beschränkt. Dadurch bleiben zentrale Prozesse wie Nukleation und Partikelwachstum häufig weitgehend unbeobachtet.

I.N.V.I. Sense adressiert diese Herausforderung durch Echtzeit-In-situ-Monitoring direkt während des Syntheseprozesses, ohne kostenintensive Zusatzgeräte oder spezialisiertes Anwenderwissen. Die Produktfamilie umfasst zwei komplementäre Lösungen: I.N.V.I. Sense^base für Batch-Synthesen und I.N.V.I. Sense^{base cf} für kontinuierliche Durchflussprozesse.

Ihre Vorteile

I.N.V.I. Sense^base: Autonomes Monitoring von Batch-Synthesen

Das I.N.V.I. Sense^base System ist ein kompaktes Tischgerät zur Echtzeit-Charakterisierung magnetischer Nanopartikel während der Synthese im Labormaßstab. Im Gegensatz zu Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder Röntgenspektroskopie, die kostenintensiv sind, spezifisches Fachwissen erfordern und auf spezialisierte Messkammern angewiesen sind, arbeitet I.N.V.I. Sense^base mit konventionellen Laborflaschen mit Volumina von 25 bis 50 ml in einem Standardabzug.

Das Gerät integriert eine vollständig steuerbare Heizeinheit und ermöglicht eine autonome Kopräzipitationssynthese mit Messwerterfassung innerhalb weniger Millisekunden, abhängig von der Synthesekinetik. Nach dem Start arbeitet das System selbstständig und erfordert nur minimale Eingriffe durch Anwenderinnen und Anwender.

Das Echtzeit-Monitoring der magnetischen Signatur liefert Einblicke in Nukleation und Partikelwachstum ohne Probenentnahme. Dadurch entstehen kontinuierliche Datensätze, die sonst mehrere TEM- oder Spektroskopieanalysen nach der Synthese erfordern würden. Geringer Energieverbrauch und ein kompakter Formfaktor erleichtern die Integration in bestehende chemische Laborabläufe.

I.N.V.I. Sense^{base cf}: Kontinuierliche Durchflusssynthese und schnelle Optimierung

Aufbauend auf den Stärken von I.N.V.I. Sense^base erweitert I.N.V.I. Sense^{base cf} die Produktfamilie um kontinuierliche Durchflusssynthese mit hohem Durchsatz und Echtzeit-Parameteroptimierung.

I.N.V.I. Sense^{base cf} verfügt über fünf programmierbare Kanäle für die Zuführung von Ausgangsmaterialien mit Durchflussraten von 5 bis 8.000 µl/min bei 500 mbar sowie über zwei Heiz- und Kühlumgebungen von 1 bis 80 °C. Dadurch lässt sich der Parameterraum der Synthese effizient untersuchen.

Das integrierte Fünf-Kanal-MPS-System ermöglicht eine Qualitätsbewertung in Echtzeit an mehreren Synthesezeitpunkten mit anwenderdefinierten Feldstärken und sinusförmiger Anregung bei 25 kHz. Diese Architektur unterstützt sowohl Forschung und Entwicklung im kleinen Maßstab als auch moderate Fertigungsdurchsätze, da Zwischenzustände bewertet werden können, ohne vollständige Synthesen abwarten zu müssen.

Die Softwareoberfläche bündelt die Steuerung von Temperatur, Durchflussraten und Dosierung. Dadurch werden manuelle Fehler reduziert und KI-gestützte Syntheseanalyse sowie prädiktive Modellierung für eine beschleunigte Optimierung unterstützt.

Technische Highlights von I.N.V.I. Sense^base und I.N.V.I. Sense^{base cf}

• Forschung und Entwicklung magnetischer Nanostrukturen
• Echtzeit-Monitoring von Partikelbildung und Wachstumsmechanismen
• Optimierung von Syntheseparametern und Prozessbedingungen
• Vergleich unterschiedlicher Syntheseansätze und Materialformulierungen
• Kontinuierliche Durchflusssynthese und Prozessentwicklung
• Qualitätskontrolle während der Nanopartikelproduktion
• Vorbereitung von Scale-up-Prozessen vom Labormaßstab zu anwendungsorientierten Workflows
• Entwicklung reproduzierbarer und effizienter Laborprozesse

Leistungen und Zusammenarbeit

Wir unterstützen Forschungseinrichtungen und Industriepartner bei der Anwendung von I.N.V.I. Sense^base und I.N.V.I. Sense^{base cf} auf spezifische Fragestellungen in der Synthese und Charakterisierung magnetischer Nanopartikel. Je nach Anwendung kann dies Machbarkeitsstudien, Messkampagnen, Methodenentwicklung, Prozessoptimierung oder die Anpassung bestehender Workflows umfassen.

• Anwendungsorientierte Beratung: Wir prüfen gemeinsam mit Ihnen, wie Echtzeit-In-situ-Charakterisierung magnetischer Partikel Ihre Forschungs- oder Entwicklungsprozesse unterstützen kann.
• Machbarkeitsstudien und Messungen: Wir bieten experimentelle Unterstützung zur Bewertung von Syntheseprozessen, zum Vergleich von Parametern und zur Gewinnung aussagekräftiger magnetischer Partikeldaten.
• Methoden- und Prozessentwicklung: Wir entwickeln und optimieren Workflows für Batch-Synthesen, kontinuierliche Durchflussanwendungen und die Vorbereitung von Scale-up-Prozessen.
• Kooperative FuE-Projekte: Als Fraunhofer-Einrichtung unterstützen wir gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte von frühen Ideen bis hin zu anwendungsorientierten Lösungen.

Für anwendungsspezifische Anforderungen über die I.N.V.I. Sense^base Systeme hinaus entwickelt Fraunhofer IMTE zudem maßgeschneiderte Magnetpartikelspektrometer für individuelle Forschungs- und Entwicklungsfragestellungen.