Herstellung von Biosensoren mit hoher Sensitivität
Biosensoren sind winzige Bauteile für den Einsatz u.a. in der Medizin und der Umweltforschung. Sie treten in Wechselwirkung mit Analyten im Körper oder der Umgebung und liefern auf diese Weise Informationen oder Diagnosen. Ein bestimmter Typ von Biosensoren - der so genannte Affinitäts-Biosensor - analysiert biomolekulare Wechselwirkungen etwa auf Proteinebene. Die Technologie ist vor allem für medizinische Diagnosen von Belang, befindet sich aber noch größtenteils in der Entwicklungsphase. Das vollständig EU-finanzierte Projekt NanoSens (Nano-particles: their application in the development of electrochemical molecular beacon biosensors) untersucht, wie der Transduktor (Elektrode mit direktem Körperkontakt) eines Sensors durch den Einsatz von Nanopartikeln so modifiziert werden kann, dass die chemischen Eigenschaften des Biosensors verändert und die Leistungsfähigkeit der Sensoroberfläche erhöht bzw. optimiert werden kann. Die Oberfläche eines DNA-Sensors sollte so modifiziert werden, dass der Sensor ohne Einsatz chemischer Additive effizienter funktioniert. Solche Biosensoren werden als "reagenzlos" bezeichnet, da keine externen chemischen Substanzen zugefügt werden müssen, um ein Ableseergebnis zu erhalten. Diese Aufgabe übernehmen stattdessen so genannte elektrochemische Molecular Beacons (E-MB), hauchdünne Sonden zum Nachweis spezifischer Analyten. Eingehende Tests nach diesem Prinzip lieferten bereits erfolgreiche Ergebnisse, die die Herstellung von Biosensoren effizienter machen können. Im Ergebnis des Projekts wurden Protokolle zur Strukturierung der Leitfähigkeit biosensorischer Oberflächen erstellt, die ausschließlich auf elektrochemischen Verfahren beruhen. Der interessante Ansatz beschränkt sich dabei nicht nur auf die Demonstration der Sensoren für dieses Projekt, sondern könnte auch für die Herstellung anderer Sensortypen relevant sein, denn er ist eine vielseitige, schnelle und kosteneffiziente Lösung auf Nanoebene, um die Leitfähigkeit von Oberflächen biosensorischer Sonden zu verbessern. Die Technologie kann aber auch in der Mikroelektronikbranche oder zur Herstellung von Nanosensoren eingesetzt werden. U.a. wurden im Rahmen des Projekts Sensorelemente für kostengünstige diagnostische Verfahren in verschiedenen Bereichen konzipiert, die für die Forschung von großer Relevanz sein werden.
