Kleinstmöglicher Bio-Geruchssensor
Die Grundlagenchemie legt fest, wie klein ein Biosensor sein kann. Ein Einmolekül-Biosensor ist die ultimative Grenze der Miniaturisierung. Mithilfe der elektrischen Eigenschaften einzelner Geruchsrezeptoren haben es die SPOT-NOSED-Projektpartner geschafft, einen Sensor in Nanogröße herzustellen. Um Genauigkeit und Empfindlichkeit zu verbessern, wurde ein Array dieser Sensoren entwickelt. Grundlage der Sensoren ist ein einzelnes Rezeptormolekül. Die Partner des SPOT-NOSED-Projektes haben Geruchsrezeptoren gewählt, für die mindestens ein Ligand bekannt war. Die Rezeptoren erkennen Gerüche elektronisch durch Bindung eines flüchtigen Liganden und Senden des entsprechenden Signals. Eine große Herausforderung war die Fertigung von Nanoelektroden, die den Rezeptor enthalten und das Signal an den Anwender übertragen. Die entwickelte mikroelektrochemische Zelle stellt einen Mikrotransducer dar, der Änderungen der elektrischen Eigenschaften des Rezeptors bei Erkennung eines Geruches feststellt. Es wurde eine stabile Molekularschicht aufgebaut, die die Rezeptoren enthält. Für die Fertigstellung des gesamten Sensors sind zwei weitere Schritte erforderlich: Der Schaltkreis für die Signalverstärkung und eine Schnittstelle für die eigentliche Datenerfassung und -verarbeitung. Weiterhin haben die SPOT-NOSED-Projektpartner die für die Steuerung der Instrumente für elektrochemische Messungen erforderliche Software entwickelt. Ein Biosensor mit derart hoher Empfindlichkeit kann Änderungen im Nanobereich erkennen. Der entwickelte Geruchssensor ist ein gutes Beispiel für die erfolgreiche Zusammenarbeit interdisziplinärer Wissenschaftsbereiche und wird sicherlich bald umfassend eingesetzt.
