Chips und Sandwiches für die Analytik auf der LASER World

Das Institut für Photonische Technologien Jena e.V. zeigt in diesem Jahr auf der Photonik Leitmesse LASER World of Photonics Fortschritte im Bereich der Bioanalytik und Materialcharakterisierung. Die Arbeiten ermöglichen eine schnelle und hochspezifische Analyse von optischen Komponenten und Mikroorganismen.

Das Team um Dr. Wolfgang Paa präsentiert mit dem "Sandwich"-Konzept eine innovative Verbesserung für direkte und absolute Absorptionsmessungen an optischen Materialien. Die Forscher ergänzen die Laser Induced Deflection Technik, indem sie das zu untersuchende Material zwischen zwei größeren Platten eines optischen Mediums anordnen. Damit können sie die bisher konzeptbedingte Mindestprobengröße von 8x8xL mm3 umgehen und so kleinere Objekte wie NLO- und Laserkristalle untersuchen. Zudem ist es nicht mehr erforderlich, dass das Untersuchungsmaterial für die Probestrahlen transparent ist. Damit ebnet die Technik den Weg für die Erforschung von Infrarot-Materialien und hochreflektierende Beschichtungen auf metallischen Substraten.

Der am IPHT erforschte Biochip bestimmt Mikroorganismen, wie Salmonellen oder Erreger von Tierseuchen, schnell und einfach. Mit dem kompakten Gerät ist eine Analyse direkt auf dem Feld oder im Stall möglich. Dazu gibt man die DNA des zu untersuchenden Erregers auf einen Chip von der Größe einer Ein-Cent-Münze. Bei einem positiven Nachweis wird eine dünne Silberschicht zwischen zwei Elektroden gebildet, welche durch eine Leitfähigkeitsmessung detektiert wird. Alle Reaktionsschritte sind in einer Kammer realisiert und werden mit einer Pumpe gesteuert.

Überall da, wo Krankheitserreger schnell und zuverlässig identifiziert werden müssen, kann das im Rahmen der Jenaer-BioChip-Initiative entwickelte Chip-System helfen. Gegenüber klassischen mikrobiologischen Analysen ist es wesentlich schneller. Brauchen erstere mehrere Tage, kann der Jenaer Biochip je nach Anwendung in wenigen Stunden ein eindeutiges Ergebnis liefern. Übliche Speziallabore sind nicht mehr nötig und weniger Verbrauchsmaterial senkt die Kosten für eine Untersuchung.

Darüberhinaus wird am Stand des BMBF Forschungsschwerpunkts Biophotonik der Biopartikel Explorer ausgestellt. Eine Entwicklung des IPHT in Zusammenarbeit mit der Universität Jena und der Berliner Firma rap.ID. Das Gerät ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Diagnose von Krankheitserregern anhand von molekülspezifischen Schwingungen, die durch Bestrahlung mit Laserlicht angeregt und auch wieder ausgelesen werden.

Quelle: Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT)