Nanoliter (nL)

Das Nanoliter ist eine Volumeneinheit von einem Milliardstel Liter, geschrieben nL. Es ist ein Tausendstel Mikroliter, und ein Nanoliter Wasser hat eine Masse von einem Mikrogramm. Es ist die Stufe, auf der die Flüssigkeitshandhabung aufhört, eine Sache von Pipetten zu sein, und eine Sache gefertigter Kanäle, gedruckter Tropfen und akustischer Impulse wird.

Die Mikrofluidik ist hier gebaut. Ein Labor auf einem Chip bewegt Proben durch Kanäle von wenigen zehn Mikrometern Breite, sodass das Volumen in einem Abschnitt in Nanolitern gemessen wird und eine ganze Analyse mit weniger als einem Mikroliter auskommt. Auf dieser Stufe ändert sich mit der Menge auch die Physik: Die Oberflächenspannung überwiegt die Schwerkraft, Strömungen bleiben geordnet statt turbulent, und das Mischen muss gestaltet und nicht vorausgesetzt werden.

Die digitale Polymerase-Kettenreaktion zeigt, was diese Stufe einbringt. Eine Probe wird in etwa zwanzigtausend Tropfen von je rund einem Nanoliter geteilt, jeder Tropfen wird für sich vervielfältigt, und die Zahl der positiven ergibt eine absolute Zählung der Zielmoleküle statt einer relativen Messung. Ein Mikroliter lässt sich nur deshalb in Tausende zählbarer Kammern teilen, weil ein Nanoliter klein genug ist, um entweder ein Zielmolekül oder keines zu enthalten.

Das Wirkstoffscreening bewegt Flüssigkeit, ohne sie zu berühren. Akustische Dosierer werfen mit einem gebündelten Schallimpuls Tropfen von zweieinhalb Nanolitern aus einer offenen Vertiefung aus, ohne Spitze und damit ohne Verschleppung und ohne Kunststoffabfall. Eine Platte mit fünfzehnhundert Vertiefungen lässt sich bei diesem Volumen in wenigen Minuten mit verschiedenen Verbindungen füllen.

Drucken und Spotten arbeiten in derselben Größenordnung. Ein Punkt auf einem Mikroarray fasst zwischen einem halben Nanoliter und fünf, ein Tintenstrahltropfen misst wenige Pikoliter, sodass ein Nanoliter mehrere hundert Tropfen sind, und Verfahren der Einzelzellanalyse schließen einzelne Zellen in Tropfen dieser Größe ein, weil eine Säugetierzelle nur wenige Pikoliter einnimmt.

Nanoliter verlässlich zu handhaben ist vor allem ein Kampf gegen die Verdunstung. Ein Tropfen von einem Nanoliter kann an der Luft binnen Sekunden einen messbaren Anteil seiner selbst verlieren, weshalb Geräte dieser Stufe unter Öl, in geschlossenen Kanälen oder in Gehäusen mit geregelter Feuchte arbeiten, und dieser Zwang prägt die Instrumente stärker als das Dosieren selbst.

Ein Nanoliter entspricht 0,001 Mikrolitern, 0,000001 Millilitern, 0,001 Kubikmillimetern oder 1 000 000 Kubikmikrometern.

Umrechnungstabelle für Nanoliter