Laufzeit: 10.2024 – 09.2025

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Projektteam:

Prof. Thomas P. Burg, Ph.D. | Dr.-Ing. Farough Roustaie
FB 18, Integrierte Mikro-Nano-Systeme (IMNS)

Prof. Dr. Beatrix Süß
FB 10, Synthetische RNA-Biologie

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Projektbeschreibung:

Eine zentrale Herausforderung im Bereich der Biosensoren ist die Minimierung unspezifischer Signale, die durch Veränderungen in der Probenzusammensetzung oder Temperatur entstehen können. Dieses Projekt adressiert diese Herausforderung durch die Kombination zweier orthogonaler Sensormodi: einem selbstreferenzierten optischen Transducer und elektrochemischen Messungen.

Das Projekt zielt darauf ab, eine Plattform zu schaffen, die die kostengünstige Messung der Konzentration ausgewählter Moleküle in komplexen Proben innerhalb weniger Minuten vor Ort ermöglicht. Dies erreichen wir durch die Integration eines neuen optofluidisch-elektrochemischen Mikrosensorsystems mit molekularen Erkennungselementen auf Basis von Aptameren. Diese innovative Kombination verspricht eine verbesserte Sensitivität und Selektivität durch ein einzigartiges, patentiertes selbstreferenziertes Messprinzip.

Das Projekt legt den Grundstein für eine breit einsetzbare Technologieplattform, die aus funktionalisierten Testchips und einem opto-elektronischen Lesesystem besteht. Die Komplexität der Testchips ist vergleichbar mit bekannten Lateralfluss-Teststreifen. Im Lesegerät werden lediglich einfache Komponenten, ähnlich den Laufwerken für optische Datenträger, verwendet. Die Innovation liegt in der speziellen Strukturierung und Funktionalisierung der Testoberflächen, die eine quantitative Messung mit effektiver Unterdrückung störender Hintergrundsignale ermöglicht.

Es sollen in einem interdisziplinären Ansatz die Geräte in der Reinraum-Einrichtung der Fachgebiet IMNS am Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik gefertigt, während die RNA-basierten Biorezeptoren (Aptamere) von dem Fachgebiet für Synthetische RNA-Biologie am Institut für Biologie entwickelt werden. Die Oberflächenfunktionalisierung und Messungen erfolgen in enger Zusammenarbeit beider Teams.