Lab-on-a-Chip-Geräte, besser bekannt als „Micro Total Analysis Systems“ (µTAS), sind auf Mikrofluidik basierende Systeme, die mehrere laborähnliche Fähigkeiten auf einem einzigen Chip von nur wenigen Zentimetern Größe integrieren. Zu ihren Anwendungen gehören Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktionen (zur Amplifikation kleiner DNA-Stränge in besser handhabbare Proben), Immunoassays, die Krankheiten auf der Grundlage des Vorhandenseins von Antigenen/Antikörpern diagnostizieren, Dielektrophorese zum Nachweis bestimmter Zelltypen und Blutprobenvorbereitung, wie z B. die Extraktion von DNA aus roten Blutkörperchen.
Lab-on-a-Chip-Geräte könnten eines Tages zu einem stecknadelkopfgroßen Implantat oder einem auf der Haut angebrachten Gerät führen, das in der Lage ist, das Vorhandensein von Krankheitsbakterien oder biochemischen Wirkstoffen im Blutkreislauf fast sofort zu erkennen. In Zukunft können Ärzte mithilfe von Informationen, die von einem solchen Gerät übermittelt werden, möglicherweise schnell und genau Diagnosen stellen. Die Lab-on-a-Chip-Technologie gibt es seit den 80er Jahren und sogar in Vorläuferform Ende der 70er Jahre, aber erst mit der Biotechnologie-Explosion Mitte der 90er Jahre erregten sie die Aufmerksamkeit der Mainstream-Wissenschaftler.
Lab-on-a-Chip-Geräte sind ein Beispiel für die fortschreitende Miniaturisierung, die mit zahlreichen Technologien stattfindet, von Computerchips bis hin zu Kommunikationsgeräten wie Mobiltelefonen. Lab-on-a-Chip-Forschung kann als Teilmenge von MEMS (mikroelektromechanische Systeme) angesehen werden und enthält viele Komponenten, die aus der MEMS-Forschung stammen: Mikropumpen, Kapillaren, Ventile, Sensoren, Hebel usw. Einer der größten Vorteile des Lab-on-a-Chip ist seine geringe Größe, die eine Massenproduktion und einen geringeren Bedarf an teuren Substanzen ermöglicht, die manchmal für bestimmte Arten von Laborarbeiten erforderlich sind. Bei der Verkleinerung traditioneller chemischer Prinzipien gibt es jedoch zahlreiche Herausforderungen, was bedeutet, dass Lab-on-a-Chip-Systeme möglicherweise eine gewisse Überarbeitung erfordern, um die Funktionalität ihrer größeren Verwandten zu erreichen.
In nicht allzu ferner Zukunft könnten Lab-on-a-Chip-Systeme sogar in bekannte Geräte wie Laptops integriert werden, sodass Chemie- und Biologiestudenten mit wissenschaftlichen Werkzeugen außerhalb der traditionellen Laborumgebung spielen können. In den letzten Jahren sind zahlreiche Konferenzen rund um das Thema Labs-on-a-Chip entstanden, und während die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, werden weltweit Dutzende, wenn nicht sogar Hunderte Millionen Dollar in ihre Verbesserung investiert.