Biosensortechnik

Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie

Bio

Die Arbeitsgruppe „Biosensortechnik“ (BT) entwickelt und produziert siliziumbasierte Mikrosysteme für fortschrittliche Biosensoren und integriert diese in miniaturisierte und mobile Analyse-Plattformen. Der Forschungsschwerpunkt richtet sich vor allem an das Thema "Mikrosysteme für die Gesundheit".


Kernkompetenzen sind die positionsspezifische Immobilisierung von Biomolekülen, Mikrofluidik, Assayentwicklung, Elektrochemie und Biosensorsystemintegration. Für diverse Applikationsentwicklungen stehen insbesondere auch spezielle Piezo-Nanodispenser und ein Biolabor der Sicherheitsstufe 2 zur Verfügung.

Einen Schwerpunkt bilden die elektrischen Biochips mit Mikroelektrodenarrays. Positionsspezifische Analysen werden durch die Immobilisierung von Biomolekülen und einem hochempfindlichen, hochselektiven Messverfahren wie "Redox-Cycling" realisiert. Diese sehr robusten Sensorsysteme sind für den gleichzeitigen Nachweis einer Vielzahl von Analyten in einer Probe geeignet. In Kombination mit mikrofluidischen Komponenten und integrierter Elektronik sind diese elektrischen Mikroarrays die Basis für schnelle und kosteneffiziente Analysesysteme. Sie können zur Identifizierung und Quantifizierung von DNA, RNA, Proteinen und Haptenen verwendet werden.

In einem weiteren Tätigkeitsfeld werden Biosensoren für die kontinuierliche Überwachung, z. B. von Metaboliten wie Glukose oder Laktat, entwickelt. Die Überwachung und Quantifizierung dieser Substanzen wird durch enzymatische Umwandlung und elektrochemische Detektion realisiert.

Diese Sensoren sind auch in Kombination mit pH-Messung und -Steuerung in Bioreaktoren vorstellbar. Im BMBF-geförderten Projekt "Zellfreie Bioproduktion" integriert das ISIT z. B. Mikroelektroden auf Porenmembranen für den Einbau in Mikroreaktorsysteme. (www.zellfreie-bioproduktion.fraunhofer.de)

Für ein breiteres Spektrum mobiler Analytik entwickelt das ISIT Mikrosysteme auf der Basis eines flüssig-chromatographischen Trennverfahrens. Dabei werden verschiedene Materialien sowie Prozess- und Systemintegrationstechnologien untersucht. Das Ziel dieser Entwicklung ist ein integriertes Mikrosystem zur Detektion von Schadstoffen und Rückständen für ein nachhaltiges Umwelt-, Lebensmittel- und Gesundheitsmanagement.

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