TU Berlin

Joint Lab BioelectronicsPhotonische Biosensorik

Ein rotes Dreieck, darunter drei orangen senkrechten Balken als Symbol für Fakultät 3. Das Symbol befindet sich innerhalb  des kreisförmigen Schriftzuges: Prozesswissenschaften.

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Photonische Biosensorik

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Eine wichtige Rolle spielt die Bioelektronik auch beim Nachweis von kleinen biologischen Molekülen, also in der Biosensorik. Verschiedene Prinzipien wie elektrochemische, optische, immunologische und Kombinationen werden dafür genutzt. Der entscheidende Vorteil der Mikroelektronik liegt in der möglich werdenden, extremen Miniaturisierbarkeit der Sensorsysteme. Denn in den letzten Jahren konnten immer mehr Funktionalitäten in Mikrochips integriert werden – wie jeder von uns an seinem immer smarter werdenden Smart Phone verfolgen konnte.

Im Rahmen eines DFG-geförderten Projekts werden am Gemeinsamen Labor optische Biosensorchips entwickelt, bei denen der Nachweis mit Hilfe von Mikroring-Resonatoren erfolgt. Eine in einem runden Wellenleiter (Mikroring) stehende optische Welle wird dabei durch die Konzentration des Analyten moduliert. Im laufenden Projekt wird die Diffusion der Analytmoleküle zum Mikroring durch den attraktiven DEP-Effekt verstärkt, womit kleinste Nachweisgrenzen zu erreichen sind.

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Die Abbildung zeigt schematisch das Sensordesign und eine rasterelektronen­mikroskopische Aufnahme (weißer Balken als Maßstab mit 10 µm Länge), wobei die metallischen DEP-Elektroden in Zick-Zack-Form gestaltet sind und der freigelegte Bereich des Mikrorings in einem Graben verläuft [Henriksson et al. 2020].

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