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Faseroptischer Oberflächenplasmonenresonanzsensor für die Bioanalytik

用于生物分析的光纤表面等离子体共振传感器

基本信息

批准号：
165029771
负责人：
Professor Dr. Michael Mertig
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Hochfrequenztechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2012-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/165029771?language=en
关键词：
Faseroptischer Oberfl chenplasmonenresonanzsensor die Bioanalytik

项目摘要

Der gegenwärtig stetig wachsende Trend in der Bioanalytik und Medizintechnik zur Entwicklung von neuartigen Prinzipien und Geräten für die Point-of-care-Diagnostik ist unmittelbar verbunden mit der Notwendigkeit der Miniaturisierung eingesetzter Transducersysteme. Optische Sensoren, die auf der Auswertung einer Oberflächenplasmonenresonanz (engl. surface plasmon resonance = SPR) basieren, haben jüngst bewiesen, dass sie ein großes Potential für die Analyse von biomolekularen Wechselwirkungen und damit für die Detektion von biologischen Analyten besitzen. Allerdings ist ihr Aufbau aufgrund der zumeist verwendeten Kretschmann-Anordnung und des aufwendigen Flüssigkeitsmanagements eher voluminös. Im Rahmen eines interdisziplinären Ansatzes soll deshalb ein neuartiges Konzept für einen faseroptischen SPR-Sensor entwickelt, in seinen opto-elektronischen und materialwissenschaftlichen Grundlagen untersucht und schließlich experimentell umgesetzt werden. Wesentliches Ziel des geplanten Projektes ist die Entwicklung eines hochsensitiven Transduceraufbaus für einen extrem kompakten SPR-Biosensor, der für in-situ Untersuchungen in Probenvolumina < 500 nl eingesetzt werden und vollständig auf eine aufwendige Mikrofluidik mit mechanischen Komponenten verzichten kann.Das hier vorgeschlagene Sensorprinzip basiert auf der Verwendung von normalen optischen Singlemodefasern, in denen spezielle langperiodische Bragg-Gitter als Modenkoppler fungieren. Dadurch soll eine effiziente Anregung lokal definierter Mantelmoden ermöglicht werden, die an einer partiellen Beschichtung des Fasermantels zu polarisationsunabhängigen Anregung von Oberflächenplasmonen führen sollen. Die Anregung der SPR durch die Mantelmoden soll unter dem Einfluss verschiedener aktiver Sensorschichten mit einem theoretischen Modell untersucht und durch Experimente verifiziert werden. Von diesem Ansatz wird eine entscheidende Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber existierenden faseroptischen Sensoren erwartet.Für den Aufbau der optisch aktiven und strukturierbaren Schichten des Sensors sollen neuartige biomimetische Ansätze verfolgt werden. Mit dem Ziel der Validierung des vorgeschlagenen Sensorkonzeptes durch Bestimmung der Empfindlichkeit und der unteren Nachweisgrenze des zu entwickelnden Fasersensors sollen Modellexperimente zur DNA-Hybridisierung und Protein-Antikörper-Wechselwirkung durchgeführt sowie ein kompetitiver Peptidverdrängungsassay entwickelt werden. Das wichtigste Langzeitziel des vorgeschlagenen Projektes besteht in der Entwicklung einer Methode zum ortsaufgelösten Multiplexbetrieb des zu entwickelnden faseroptischen Biosensors. Im Ergebnis der geplanten Untersuchungen werden wesentliche Beiträge zum Verständnis miniaturisierter faseroptischer SPR-Sensoren erwartet.

Der gegenwärtig stetig wachsende Trend in der Bioanalytik und Medizintechnik zur Entwicklung von neuartigen Prinzipien und Geräten für die Point-of-Care-Diagnostik ist unmittelbar verbunden mit der Notwendigkeit der Miniaturisierung eingesetzter Transducersysteme. Optische Sensoren，die auf der Auswertung einer Oberflächenplasmonenresonanz（engl.表面等离子体共振（SPR）是生物分子检测的一个重要基础，它具有很大的潜力，可以用于生物分子的分析和生物分析的检测。所有这些都是他们的建筑物，由Kretschmann-Anordnung和其他体积管理机构组成。Im Rahmen eines interdisziplinären Ansatzes soll deshalb ein neuartiges Konzept für einen faseroptischen SPR-Sensor entwickelt，in seinen opto-elektronischen und materialwissenschaftlichen Grundlagen untersucht und schließlich experimentell umgesetzt韦尔登.本研究旨在开发一种高灵敏度的SPR生物传感器，用于在小于500 nl的体积中进行原位测量，并将其用于微流体的测量，其机械组成可以进行分析。在一个特殊的语言环境中布拉格-吉特和现代科普勒真菌。Dadaptation soll eine effiziente Anregung lokal definierter Mantelmoden ermöglicht韦尔登，die an iner partielen Beschichtung des Fasermantels zu polarisationsunabhängigen Anregung von Oberflächenplasmonen führen sollen.通过理论模型和韦尔登验证，通过模型的建立，SPR的测量将对传感器的灵敏度产生影响。Von diesem Answer wird eine entscheidende Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber faseroptischen Sensoren erwartet.Für den Aufbau der optisch aktiven und strukturierbaren Schichten des Sensors sollen neuartige biomimetische Ansätze verfolgt韦尔登. Mit dem Ziel der Validierung des vorgeschlagenen Sensorkonzeptes durch Bestimmung der Empfindlichkeit und der unteren Nachweischerze des zu entwickelnden Fasersensors sollen Modellexperimente zur DNA-Hybridisierung und Protein-Antikörper-Wechselenchkung durchgeführt sowie een韦尔登.最好的研究项目是光学生物传感器研究中的一种方法。Im Ergebnis der geplanten Untersuchungen韦尔登wesentliche Beiträge zum Verständnis appliisierter faseroptischer SPR-Sensoren erwartet.