Area 3 – Bioelektrochemie und Biosensorik

Im stark wachsenden Feld der Bioelektrochemie und Biosensorik fokussiert sich die Forschungsarbeit des CEST auf die Entwicklung von künstlichen elektrochemischen, biomimetischen Sensorplattformen zur Analytik von vielfältigen biomedizinischen und umweltrelevanten Zielmolekülen. Die Entwicklung und Optimierung unserer Biosensoren ermöglicht bessere Detektionslimits für schwer detektierbare „kleine“ Moleküle, die spezifische Analyse von problematischen Umweltproben, oder die Passivierung von Oberflächen, um die Langzeitstabilität diverser Sensoren zu verbessern.

Im breiten Themenfeld der Sensoren liegen unsere Kernkompetenzen im Bereich der Herstellung von Graphen- bzw. funktionalisierten Graphen-Derivaten, deren Charakterisierung und Implementierung in Sensoroberflächen. Basierend darauf werden von uns verschiedenste Biomoleküle als Detektorsysteme an der Sensoroberfläche immobilisiert und das gesamte System abschließend unter Realbedingungen evaluiert. Ein alternativer Ansatz stellt die Nutzung von Oberflächenplasmonresonanzen (Surface Plasmon Resonance) dar, die auf einem optoelektrochemischen Weg das Auslesen des Ergebnisses ermöglichen.

Basierend auf einer Reihe aktueller Projekte in diesem Forschungsgebiet, wurden bereits grundlegende Zusammenhänge erforscht und Verfahren etabliert mit deren Hilfe der Weg zu neuen Sensortypen bzw. Konzepten offen ist. Die Ergebnisse dieser Forschungen sollen es letztlich unseren industriellen Partnern ermöglichen, maßgeschneiderte Lösungen für deren Bedürfnisse zu entwickeln und damit giftige oder umweltgefährdende Stoffe frühzeitig zu erkennen und deren Verfahren und Produkte damit sicherer zu machen.

Durch die Kombination unseres Know-hows aus der Grundlagenforschung und der jahrelangen Erfahrung in der wirtschaftlichen Praxis, sind wir in der Lage eine Reihe von Lösungen anbieten zu können und auch die entsprechenden Projektpartner einzubinden die für eine schnelle und effektive Umsetzung der gewünschten Projektziele erforderlich sind.

Schnelle und kosteneffiziente Konzepte die vor Ort zielgerichtet Verunreinigungen erkennen, ohne ein ganzes Labor zu erfordern sind bei einer Reihe von industriellen Problem wünschenswert. Basierend auf diesen Bedürfnissen, wird abhängig von der Problemstellung, eine zielgerichtete Optimierung oder Neuentwicklung von entsprechenden Messtechniken und -konzepten vorgenommen. Konkrete Beispiele dabei sind z.B. die Detektion von Schadstoffen in Gewässern, die Erkennung von klinisch relevanten (Tumor-)markern, sowie die Bestimmung von Toxinen in Lebensmitteln. Alle vorhandenen Messsysteme können dabei je nach Anwendung adaptiert und optimiert werden.