..
Suche
Hinweise zum Einsatz der Google Suche
Personensuchezur unisono Personensuche
Veranstaltungssuchezur unisono Veranstaltungssuche
Katalog plus

Vernetztes Projekt

Planare Antennen für die Sensorik einzelner Moleküle, University of Siegen (2018-2019)

Die Fluoreszenzdetektion von Molekülen ist ein gut etabliertes Ausleseverfahren in der Mikroskopie und Sensorik, besonders in der in-vitro-Diagnostik (IVD). In der Fluoreszenzmikroskopie ist die Sensitivität für die Detektion einzelner Moleküle erreicht, da das schwache Signal, das vom Einzelmolekül emittiert wird, essentiell von einem Objektiv mit hoher numerischer Apertur (NA) gesammelt wird. Allerdings kann die zuvor genannte optische Komponente nicht ohne Weiteres in ein vollautomatisiertes System integriert werden und setzt oftmals geschulte Anwender voraus. Im Gegensatz zur Mikroskopie sind konventionelle Ausleseverfahren in der IVD unhandlich (sperrig), nicht flexibel, und es fehlt häufig die Sensitivität für die Detektion einzelner Moleküle. In der Sensorik sind die effektive Anregung und Photongeneration tatsächlich besonders wichtig für die schwachen Signale, die durch ein Einzelmolekül abgegeben werden.

Wir haben das Konzept einer planaren optischen Antenne theoretisch beschrieben und experimentell umgesetzt, die die Fluoreszenz eines Einzelmoleküls bei kleinem Winkel ohne stringente Anforderung an die Position des Moleküls aussstrahlt und somit höchste Sammlungseffizienz selbst ohne Objektive mit höchster NA erreicht [Light: Science & Applications 6, e16245 (2017) ]. Diese Technologie, die bereits zum Patent angemeldet wurde, ist geeignet für Breitbandleistungen, ist spektral skalierbar, einfach herzustellen und findet Anwendung bei einer großen Bandbreite an nanoskaligen Lichtquellen. Unser Design kann direkt in der Sensorik, Spektroskopie, Licht- und Display-Technologie eingesetzt werden.

Das beantragte vernetzte Projekt hat zum Ziel, das Konzept der planaren Antenne grundsätzlich zu etablieren, um Anwendungen in der Molekülsensorik oder auf Biochips zu erarbeiten. Es soll zunächst erörtert werden, wie Biorezeptoren, Fluoreszenzprobe, usw. mit der planaren Antenne kombiniert werden können und welcher Wirkungsgrad erreicht werden kann. Unsere Forschergruppe mit Schwerpunkten in der Nano-Optik, Physikalischen Chemie und Organischen Chemie hat die notwendige Kompetenz und Infrastruktur, um diese Ziele zu erreichen. Im Anschluss an dieses eher grundlagenorientierte Projekt sollen anwendungsrelevante Fragestellungen bearbeitet werden, wobei die Antenne mit Bio-Rezeptoren für ausgewählte Zielmoleküle funktionalisiert werden sollten, z.B. mit medizinisch relevanten Antikörpern und Nukleinsäuren (DNA, RNA).

Collaborators: H. Schönherr, Physical Chemistry I and H. Ihmels, Organic Chemistry II