Photonisches Biosensorsystem
Ziel dieser Arbeit ist es, photonische Biosensoren auf Siliziumnitridbasis zu entwickeln, die ein breites Spektrum kleiner Biomoleküle in Flüssigkeiten nachweisen können. Unsere anwendungsspezifischen, markierungsfreien, kostengünstigen, einfachen und schnell einsetzbaren Biosensorkonzepte nutzen die Vorteile des integrierten photonischen Designs und der Fertigung auf Waferebene, die Multiplexing, Skalierbarkeit und Miniaturisierung ermöglichen.
Dank des interdisziplinären Charakters der MEOS-Expertise umfasst die Arbeit die Entwicklung aller grundlegenden Module für die photonische Biosensorik: photonische Bauelemente, Mikrofluidik, Oberflächen-Biofunktionalisierung und Bioassays sowie Systemintegration.
Photonische Biosensoren mit kompaktem Design wurden auf einer Siliziumnitrid-Wellenleiterplattform auf 200-mm-Wafern entwickelt. Die Entwicklung fokussierte sich insbesondere auf Multiplex-Mikroring-Resonatorstrukturen mit spezifischen Lichtkoppelelementen (z. B. Gitterkoppler), die bei 1550 nm funktionieren (Abbildung: Funktionsprinzip von Mikroresonatoren für Biosensoren). Weitere Technologieentwicklungen zielen auf photonische Bauelemente bei 850 nm ab.
Es wurde ein Multiplex-Siliziumnitrid-Mikroringresonator-Biosensorsystem entwickelt, das den schnellen und empfindlichen Nachweis mehrerer spezifischer miRNA-Biomarker parallel ermöglicht.