Multikanal-Sensoren für den Nanoliterbereich

Biologische und chemische Analysen an kleinsten Volumina ermöglichen einen ressourcenschonenden und deutlich schnelleren Zugang zu neuen Erkenntnissen in den Lebenswissenschaften. Durch die einhergehende Miniaturisierung werden solche Anwendungen – die bisher großen Laborgeräten vorbehalten waren – auch in mobilen Kleingeräten umsetzbar. Dies eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten für die Qualitäts- und Sicherheitsüberwachung in z.B. medizinischen, pharmazeutischen Anwendungen oder entlang der Lebensmittelproduktionskette.

Ein Mehrkanal-Messkopf für Untersuchungen an Probenvolumina im Nanoliter-Bereich wird derzeit am CiS Forschungsinstitut im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes „SMARTER-SI“ gemeinsam mit internationalen Partnern entwickelt.

Das Prinzip beruht auf der Fluoreszenz- und Absorptionsmessung an einem Array aus verschiedenen Enzym-Pixeln. Die nur wenige 100 µm durchmessenden chemisch sensitiven Pixel werden durch ein schaltbares Feld aus parallelen Strahlen analysiert, welches durch die Kombination von LED-Chips, mikrooptischen Linsenarrays und optischen Filtern erzeugt wird. Anhand der in Sekundenbruchteilen gemessenen Farbantwort der Enzym-Pixel sind der Nachweis und die Konzentrationsbestimmung verschiedener Substanzen möglich. Im konkreten Fall werden damit verschiedene Allergene, wie Eiweiße, Getreidemehle, Nüsse sowie Toxine, wie z.B. Schimmelpilze in Lebens- und Futtermitteln analysiert. Das Konzept kann auch auf andere Anwendungen im Bereich der Mikrofluidik- oder ELISA-Analyse übertragen werden.

Kontakt: Uta Neuhaus, CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
uneuhaus@cismst.de