Biosensoren

Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme

Mit optischen Messverfahren sind ultrasensitive Sensoren und kurze Messzeiten realisierbar. Ein optisches Sensorprinzip mit sehr hohem Miniaturisierungspotential ist der Mikroringresonator. Mittels Mikroringresonatoren können chemische Verbindungen (Gase, Flüssigkeiten) und verschiedenste biologische Spezies, wie z. B. Proteine, DNA oder Viren nachgewiesen werden. In Mikroringresonatoren wird durch das Evaneszenzfeld Licht aus einem Bus-Wellenleiter in eine geschlossene Ringstruktur eingekoppelt. Beträgt Phase des Lichtes nach einem vollständigen Umlauf im Ring ein Vielfaches von 2π kommt es zur Resonanz und viel Energie wird in den Ring eingekoppelt. Durch biologische Spezies in Umgebung des Ringes wird die Resonanzbedingung verändert. Diese Veränderung kann nachgewiesen und die Anwesenheit der biologischen Spezies so nachgewiesen werden. Für hochsensitive Mikroringresonatoren ist eine zuverlässige Fertigungstechnologie, welche sicher Strukturen im Bereich von 50 nm bis 150 nm realisieren kann, notwendig. Im Fraunhofer IPMS wird zur Fertigung solcher Mikroringresonatoren die kosteneffiziente Nanoimprinttechnologie verwendet.

Für die Anwendung von Mikroringresonatoren als Biosensoren ist eine Funktionalisierung der Ringoberfläche erforderlich. Entsprechende Technologien dafür werden ebenfalls im Fraunhofer IPMS entwickelt.

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