CoLuM
Monolithische Co-Integration von Lumineszenz-Detektoren mit photonischen Immunsensoren zum Multiplexing von Biomarkern in komplexen Probenmatrices
Motivation
CoLuM zielt darauf ab, einen neuartigen hybriden photonischen Sensorchip zu entwickeln, der zwei komplementäre Detektionsverfahren kombiniert - hochsensitive Lumineszenzdetektion und brechungsindexsensitive Verfahren. Derzeit basieren photonische Biosensoren meist nur auf einer einzigen Detektionsmethode, was deren Leistungsfähigkeit insbesondere in Hinblick auf den dynamischen Bereich und die Robustheit einschränkt. Durch die Kombination beider Methoden soll erstmals ein sehr großer dynamischer Messbereich von Konzentrationen erreicht werden. Dies ermöglicht es, verschiedenste Biomarker, die in natürlichen Proben in stark unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen, gleichzeitig und zuverlässig nachzuweisen.
Ziele und Vorgehen
Das Projekt adressiert eine zentrale Herausforderung in der Bioanalytik - die simultane, hochsensitive Detektion multipler Biomarker in komplexen Probenmatrices wie Blut, Speichel oder Urin. Dazu sollen zwei komplementäre photonische Sensortypen monolithisch auf einem Chip integriert werden. Die Sensoren werden von der Rückseite des Chips freigelegt, sodass die unterschiedlichen Sensorelemente in direkter räumlicher Nähe hochintegriert zueinander liegen. Dies ermöglicht eine hochauflösende lokale Beschichtung mit Affinitätselementen, sodass in einer Probe mehre Analyten mit beiden Verfahren quantifiziert werden können.
Innovation und Perspektiven
Der im Projekt entwickelte Biosensorchip hat das Potenzial, eine Sprunginnovation im Bereich der photonischen Biosensorik zu bewirken. Anwendungsszenarien finden sich der Medizintechnik, Umweltanalytik und Lebensmitteldiagnostik.
