Auszeichnung für technologische Fortschritte in der hochpräzisen Labordiagnostik

Der Mikromechanik-Ingenieur Noa Schmid wurde mit dem CSEM Inventor Award 2026 für seine Arbeiten zur hochpräzisen Handhabung von Flüssigkeiten ausgezeichnet. Im Mittelpunkt seiner Entwicklungen stehen Technologien zur exakten Dosierung, Steuerung und Messung kleinster Flüssigkeitsvolumina in automatisierten Laborumgebungen.

Über mehr als zwei Jahrzehnte hinweg arbeitete Schmid an der Optimierung von Systemen zur Mikroliter- und Submikroliter-Dosierung. Solche Technologien sind essenziell für biochemische Analysen, etwa in der In-vitro-Diagnostik, der Wirkstoffentwicklung, der Umweltanalytik oder der Überwachung biologischer Parameter. Zentrale technische Herausforderungen sind dabei die präzise Volumenkontrolle, reproduzierbare Strömungsprofile sowie die Minimierung von Totvolumina und Kontaminationsrisiken.

Im Rahmen seiner Tätigkeit bei CSEM entstanden acht Patente im Bereich Liquid Handling. Ein wesentlicher Schwerpunkt lag auf der Miniaturisierung von Komponenten und Systemen bei gleichbleibender oder verbesserter Präzision. Durch verkürzte Fluidikwege lassen sich Reaktionszeiten reduzieren und der Verbrauch kostenintensiver Reagenzien senken. Gleichzeitig erfordert die Skalierung in den Mikrobereich eine hohe mechanische Stabilität, präzise Aktorik sowie eine zuverlässige Sensorintegration.

Präzisionssysteme für automatisierte Anwendungen

In Kooperation mit dem Schweizer Unternehmen Tecan wurde eine Pipettierplattform entwickelt, die einen außergewöhnlich breiten Volumenbereich von Millilitern bis in den Mikroliterbereich abdeckt. Die technische Umsetzung erforderte skalierbare Dosiermechanismen und eine exakte Kalibrierung über verschiedene Volumenordnungen hinweg.

Mit dem französischen Unternehmen Fluigent entstand ein System zur Messung extrem kleiner Flüssigkeitsströme. Der eingesetzte Sensor arbeitet ohne direkten Kontakt zur Flüssigkeit. Dieses Messprinzip reduziert das Kontaminationsrisiko und eignet sich insbesondere für empfindliche biologische oder chemische Anwendungen.

Gemeinsam mit Hamilton entwickelte Schmid eine Komponente zur automatisierten Überprüfung der Dosiergenauigkeit von Liquid-Handling-Systemen. Solche Prüfeinheiten sind für qualitätskritische Laborprozesse relevant, da sie eine kontinuierliche Validierung der Systemleistung ermöglichen.

Darüber hinaus konzipierte er eine pulsationsfreie Mikropumpe. Konventionelle Pumpensysteme erzeugen häufig Druck- und Strömungsschwankungen, die insbesondere bei empfindlichen Analyseverfahren problematisch sind. Die entwickelte Lösung gewährleistet einen gleichmäßigen Volumenstrom und wurde unter anderem in einem Durchflusszytometer auf der Internationalen Raumstation (ISS) eingesetzt, um Blutproben unter Mikrogravitationsbedingungen zu analysieren.

Ein 2022 angemeldetes Patent bildet zudem die Grundlage für ein kompaktes Heimdiagnostiksystem des Schweizer Start-ups Testmate Health. Das Gerät analysiert Urinproben auf mehrere sexuell übertragbare Infektionen und nutzt miniaturisierte, automatisierte Flüssigkeitshandhabung in einem geschlossenen System.

Schnittstelle von Mikromechanik, Sensorik und Biotechnologie

Schmids Arbeiten verdeutlichen die Bedeutung integrierter mikromechanischer Systeme für moderne Laborautomatisierung. Entscheidend sind das präzise Zusammenspiel von Aktorik, Fluidik, Sensorik und Steuerungselektronik sowie die industrielle Skalierbarkeit der entwickelten Lösungen. Die Auszeichnung würdigt insbesondere die Überführung mikrotechnischer Innovationen in marktfähige Anwendungen im Bereich der Life Sciences.