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Forschungs- bereich

Chemo- Biosensoren und Mikrofluidik

Das Forschungsteam für Chemo-, Biosensoren und Mikrofluidik befasst sich mit der Entwicklung und technischen Umsetzung von Chemo- und Biosensoren zur kontinuierlichen Erfassung chemischer, metabolischer oder biologischer Parameter wie beispielsweise Sauerstoff, Laktat oder Glukosekonzentration in Flüssig- und Gasphase, aber auch toxischer Gase, Schwermetalle, Bakterien und Toxine.

Das Forschungsteam ist führend in der Entwicklung von opto-chemischen Sensoren (Optoden) und Messsystemen für Anwendungen u.a. in der Prozesskontrolle, der medizinischen Diagnostik, der Umweltanalytik, der Authentifizierung und der Lebensmittelkontrolle. Der Hauptfokus liegt in der  Entwicklung von Sensorsystemen für Spezialanwendungen in Kooperation mit Industriepartnern, wobei vollständige Messsysteme (Sensorchemie, Farbstoffsynthese, optische und elektronische Komponenten, Auswertesoftware,..) angeboten werden.

In enger Kooperation mit weiteren Forschungsabteilungen von MATERIALS existiert umfassendes know-how im Design, Auslegung und Herstellung (bis zur Kleinserie) von mikrofluidischen Lab-on Chip Systemen, welche in der modernen point-of-care Diagnostik nicht mehr wegzudenken sind.

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 optische Effekte (wie zum Beispiel Fluoreszenz, Absorption, Brechung) und deren Beeinflussung durch gewisse Stoffe in ihrer Umgebung zur Detektion der Konzentration dieser Analyten. 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
Zwei-Kanal-Sensoraufbau

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.

Smart Colour Textiles Demokit

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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