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TU Berlin

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Metabolit-Monitoring

Viskositäts-Sensor mit Affinity-Assay zur Glukosedetektierung
Lupe

Die Erfassung von kleinen Biomolekülen stellt eine wichtige Aufgabe in der Steuerung von Bioprozessen dar. Trotz dieser Bedeutung wird auch nach Jahrzehnten der Forschung und Entwicklung noch mit Problemen der Reproduzierbarkeit, Sensordrift und der Rezeptorenstabilität gekämpft. Verschiedenste Messprinzipien wurden bereits ausprobiert, z.B. elektrochemische, optische, immunologische Verfahren. Der Hauptvorteil der Nutzung der Mikroelektronik liegt in der Perspektive, Systeme zu miniaturisieren. In den letzten Jahren konnte eine zunehmende Anzahl von Funktionalitäten auf Mikrochips integriert werden. Am deutlichsten konnte diese Entwicklung am Beispiel des Smartphones verfolgt werden.

Das Monitoring der Konzentration kleiner Moleküle ist von hohem Interesse in Bioprozessen. Eine besonders prominente Stellung nimmt hier Glukose ein, da sie die Hauptenergiequelle für Bakterien ist. Die Abbildung zeigt einen Sensor-Chip, der mittels eines Affinity-Assays Glukose detektieren kann. Dabei nimmt er nur eine Fläche von 1,3 x 0.4 mm in Anspruch.  Es konnte gezeigt werden, dass der Chip Glukose-Konzentrationen im relevanten physiologischen Bereich messen kann. Zusätzlich wurden die Wechselwirkungen zwischen Kulturmedien und dem Biorezeptor untersucht und in unser kürzlich veröffentlichten Studie publiziert (Theuer et al. 2017).

Neben der Untersuchung von Messprinzipien für Glukose in Bioprozessen, beschäftigt sich das Joint Lab Bioelectronics mit der Einführung von optischen Ringresonatoren für die on-line Analytik in automatisierte Prozessplattformen.

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