Organische Halbleiter in Biosensoren im Einsatz
Viele Bereiche des Gesundheitswesens, wozu auch die Diagnose und die Überprüfung neuer Wirkstoffmoleküle zählen, erfordern den Nachweis biologischer und chemischer Stoffe. Gerade dann, wenn es um Diagnostik und Therapie neurologischer Erkrankungen geht, sind Geräte mit einem hochempfindlichen Mechanismus zur Transduktion der biologischen und chemischen Signale erforderlich. Derartige Geräte basieren auf organischen Halbleitern und können mittels mikro- und nanofluidischer Strukturen hergestellt werden. Entsprechend dieser Entwicklung erarbeitete und demonstrierte das von der EU finanzierte Biodot-Projekt ("Sensing biosystems and their dynamics in fluids with organic transistors") eine bioorganische Hybridtechnologie zur Transduktion von Biomolekülen und Zellsignalen. Die Projektpartner entwickelten eine Technologie, die Biomoleküle und Zellen unter Einsatz der gleichen Bedingungen nachweisen kann. Hier waren umfangreiche Experimente erforderlich, um letztlich ein Gerät herzustellen, das mit den Sterilitätsanforderungen an Zellkulturen vereinbar war. Systeme auf Basis organischer Dünnschichttransistoren mit Mikrofluidik gingen in die Entwicklung - jeweils mit oder ohne Referenzelektrode -, die auf Änderungen der elektrostatischen Ladung an der Grenzfläche zwischen dem Biosystem in der Lösung und dem organischen Halbleiter reagieren. Das Projekt wies die Funktionsfähigkeit des entwickelten Sensors in wässrigen Medien, sowie dessen potenzielle Wechselwirkung mit komplexen Biomolekülen und Nervenzellen nach. Biodot demonstrierte auf überzeugende Weise das Konzept der auf den selben Punkt hinlaufenden Bio- und Nanotechnologie und baute auf organischen Halbleitern basierende Geräte zum In-vitro-Nachweis von Biomolekülen. Die kommerzielle Anwendung der Technologie wird die Diagnosemöglichkeiten verbessern und langfristig den Weg für die organische Elektronik bereiten.
