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Forschungs- bereich

Chemo- und Biosensorik

Unsere Forscher befassen sich mit der Entwicklung und technologischen Umsetzung von Chemo- und Biosensoren. Das sind kompakte analytische Systeme zur kontinuierlichen Erfassung chemischer, metabolischer oder biologischer Parameter wie beispielsweise Sauerstoff, Laktat oder Glukose, aber auch toxischer Gase, Schwermetalle, Bakterien und Toxine.

Das Forschungsteam ist führend in der Entwicklung von optischen chemischen Sensoren (Optoden) und Messsystemen für Anwendungen in der Prozesskontrolle, der medizinischen Diagnostik, der Umweltanalytik, der Authentifizierung und der Lebensmittelkontrolle.

Daneben werden neue Materialien für den Siebdruck, Inkjet- und  Aerosoljet-Druck von Elektrodenstrukturen entwickelt, sowie Methoden zur Oberflächenfunktionalisierung und -strukturierung von Polymermaterialien für die Entwicklung von Biosensoren.

Sauerstoff Messsonde
Sauerstoff Messsonde

Sensor- und Messgeräte-entwicklung

Optische Sensoren und Messgeräte in der Prozesskontrolle, der medizinischen Diagnostik, der Umweltanalytik und der Lebensmittelkontrolle

In optischen Sensorsystemen nutzt man Licht und optische Effekte (wie zum Beispiel Fluoreszenz, Absorption, Brechung) zur Detektion der Wechselwirkung dieser Analyten mit dem Sensor zur Bestimmung ihrer Konzentration. Eine unserer Kernkompetenzen liegt in der Entwicklung von präzisen Messgeräten auf Basis der Phasenmodulation der Lumineszenz geeigneter Indikatoren für die Detektion von Sauerstoff (O2), Kohlendioxid (CO2) oder pH in Prozesskontrolle, Lebensmittelanalytik, Umweltanalytik und medizinischer Diagnostik. Daneben werden neue kostengünstige Konzepte unter Einsatz von miniaturisierten Systemen entwickelt.

Optische Glukosesensoren im klinischen Test

Sensor-materialien

Sensortextilien

Sensortextilien sind mit Indikatorfarbstoffen gefärbt, welche ihre Farbe oder Fluoreszenz bei Reaktion mit verschiedensten chemischen oder biologischen Verbindungen ändern. So warnen in Arbeitsschutzkleidung integrierte Sensormaterialien vor dem Vorhandensein giftiger Gase oder Flüssigkeiten wie Kohlenmonoxid, Ammoniak oder starke Säuren.

Details

Nanosensoren und Nanofasern

Durch den Einsatz von Nanosensoren und Nanofasern werden neue hochsensitive und im Millisekundenbereich reagierende Sensoren entwickelt, welche für solche Applikationen hochrelevant sind, wo schnelle, dynamische Prozesse zu verfolgen sind, oder Entscheidungen innerhalb weniger Sekunden getroffen werden müssen. So kann beispielsweise in der Atemgasdiagnostik der genaue Verlauf des Atmungsvorgangs verfolgt werden und so auf Insuffizienzen der Lunge oder bestimmte Krankheiten geschlossen werden.

Pflaster mit pH-Indikator für die Kontrolle der Wundheilung
Netzwerk aus sauerstoffsensitiven Nanofasern im Fluoreszenzmikroskop

Lab-on-Chip und Biosensoren

Lab-on-Chip Systeme und Biosensoren

Wir entwickeln miniaturisierte Biosensoren und integrierte mikrofluidische Systeme (Lab-on-chip) basierend auf Kunststoffmaterialien unter Verwendung von Drucktechnologien, spezieller Oberflächenfunktionalisierungen sowie Mikro- und Nanostrukturierungsverfahren .

Wir stützen uns auf das bei MATERIALS vorhandene Know-how in den Bereichen Oberflächenchemie, Mikro- und Nanostrukturierung von Polymeren, Optik und Elektronik.

Auf diese Weise werden Lab-on-chip mit integrierten optischen oder elektronischen Detektionssystemen entwickelt,  welche beispielsweise in der Diagnostik zur Bestimmung von pathogenen Keimen oder  in der Lebensmittel oder Umweltanalytik eingesetzt werden können.

Lab-on-chip Prototypen mit mikrofluidischen Strukturen
Lab-on-chip Prototypen mit mikrofluidischen Strukturen
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