Autonome Biosensoren für optimierte Überwachung von Bioprozessverfahren
05.09.2013
Im Verbundprojekt T(h)era-Diagnostik entwickelten die Forscher aus Potsdam und Frankfurt (Oder) ein drahtloses bidirektionales Kommunikationssystem, das aus einem Sender-/Empfängersystem mit integriertem Biosensor besteht und die Daten mittels Funkwellen auf eine externe Basisstation überträgt. Ein Biosensor wird hierzu zunächst in eine polymerbasierte Schutzkapsel eingebettet und anschließend in einem mit Kulturmedium befüllten Bioreaktor betrieben. Die Signalgenerierung und die erfolgte Datenübermittlung können anhand einer eigens dafür programmierten Software auf einem Laptop mitverfolgt werden. Die Forscher wollen jetzt das System so weiterentwickeln, dass eine ortsungebundene Überwachung von Fermentationsprozessen erfolgen kann und das Wachstumsverhalten von Mikroorganismenkulturen als Teil der Bioprozessoptimierung kontrollierbar ist. Hinter dem Begriff T(h)era-Diagnostik stehen die seit 2009 durch das Land Brandenburg sowie den Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) finanzierten Entwicklungsarbeiten an zwei miteinander vernetzten Forschungsprojekten – „Tera-Sens“ und „Tele-Diagnostik“. Das gemeinsame Ziel dieser Arbeiten ist die Verknüpfung von auf bioanalytischen Methoden und Halbleitertechnologie aufbauenden Biosensoren mit aktuellen Verfahren aus dem Bereich der Telekommunikationstechnik. Das Teilprojekt „T(h)era-Sens“ beschäftigt sich im Detail mit der Entwicklung verschiedener Komponenten aus den Bereichen der Terahertz-Technologie, Nano-Strukturierung, MEMS (Mikroelektronische mechanische Systeme) und dem Sintern von Polymergranulaten, die für den Aufbau autonomer Biosensoren und deren späterer Schutzverkapselung benötigt werden. Die „Tele-Diagnostik“ erweitert dieses System um die Möglichkeit der drahtlosen Kommunikation mit einem externen Empfangsgerät (PC oder Smartphone). Die zur Datenfernübertragung (DFÜ) herangezogene Hard-und Software muss dabei gemäß den geltenden Datenschutzbestimmungen geregelt werden und dem hohen Anspruch an Genauigkeit entsprechen. Quelle: idw/Leibnitz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP)