Bioanalytische Sensormaterialien

Farbstoffbeladene Mikropartikel (Großbild)

  

Im Fokus der Arbeitsgruppe steht die Entwicklung, Untersuchung, Anwendung und Etablierung von miniaturisierten analytischen Plattformen.

Das Hauptaugenmerk richtet sich dabei auf partikuläre, in der Regel mikro- oder nanoskalige Objekte (z. B. Mikro- oder Nanopartikel), die so funktionalisiert sind, dass sie die Anwesenheit eines Analyten erkennen und anzeigen können. Diese Sensorpartikel können dabei auf den verschiedensten Trägern immobilisiert sein, im Durchfluss oder in Kavitäten (z. B. Mikrotiterplatten) eingesetzt, beobachtet und abgefragt werden. Zur Signalübermittlung werden meist chromo- und/oder fluorogene Verbindungen wie organische Farbstoffe oder Selten-Erd-Ionen eingesetzt.

Das besondere Interesse der Arbeitsgruppe gilt dabei zum einen der Entwicklung von möglichst einfachen Screening-Verfahren (z. B. Teststreifen oder robuste Sensoren), zum anderen der parallelen Detektion verschiedener Analyte in Hochdurchsatz- oder multiplexfähigen Verfahren. Als Detektionsverfahren finden primär optische Methoden einen Einsatz, da sie in der Regel die besten Möglichkeiten hinsichtlich Miniaturisierung und Durchsatz bieten.

Um miniaturisierte Analyseplattformen für den empfindlichen optischen Nachweis zu qualifizieren, ist die Erarbeitung von Strategien zur Signalverstärkung unabdingbar. Aufbauend auf jahrelangen Erfahrungen im Bereich des Designs funktioneller Farbstoffe, molekularer Indikatoren und Schalter, ist die Arbeitsgruppe hier intensiv tätig. Im Bereich der Parallelisierung von Nachweisen spielen zudem Kodierung und selektive Adressierung eine große Rolle.

Arbeitsschwerpunkte

Nachweismechanismen von Indikatormolekülen und Sensorpartikeln (Großbild)

• Entwicklung und Einsatz partikelbasierte Sonden und Sensorsysteme
• Design von funktionellen Farbstoffen für analytische Anwendungen
• Signalverstärkungsstrategien für optische Nachweisverfahren
• Multiplex-fähige Sensorplattformen
• Entwicklung von und Untersuchungen zum Einsatz von Microarray-Formaten
• Methodische Entwicklungen zu verlässlichen optisch-spektroskopischen Messverfahren
• Identifikations- und Adressierungsstrategien für partikuläre Sonden

Kooperationen

Partikelsynthese im Rotator

  

• Prof. J. Kneipp (Arbeitsgruppe BAM Fachgruppe I.4 und Institut für Chemie, Humboldt-Universität zu Berlin): Raman-aktive Labels
• Prof. R. Martínez-Máñez (Instituto de Química Molecular Aplicada, Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia): Chromo- und fluorogene Hybridmaterialien für die Sensorik
• Prof. Z. Shen (State Key Laboratory of Coordination Chemistry, Nanjing University): Langwellige Fluoreszenzfarbstoffe

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