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MINIMUM

Miniaturisierte Multisensor-Plattform für schnellen Label-freien optischen Molekülnachweis

Objective

MINIMUM verfolgt einen neuartigen optischen Sensoransatz, mit dem erstmalig ein Nachweis von Erregern innerhalb von weniger als einer Stunde ohne die Notwendigkeit der Einbringung von Labeln und den zeitraubenden Einsatz von Antikörper-Verstärkern ermöglicht werden soll.Zentrales optisches Multisensorelement sind mit biomedizinisch-funktionalen Molekülmonolagen beschichtete optische Mikroring-Resonatoren, die individuell auslesbar sind. Zu detektierende Moleküle lagern sich an bioaktiv beschichtete Mikroringe an und geben damit Anlass zu einer Verschiebung der spektralen Resonanz des entsprechenden Mikrorings, die mit so hoher Empfindlichkeit gemessen werden kann, dass eine extrem hohe Sensitivität erreicht werden kann.Mit Hilfe der eingesetzten ultra-kompakten optischen Resonatorstrukturen soll mittelfristig eine Label-freie Sensorplattform mit bisher nicht erreichter Response-Zeit realisierbar werden, die die erforderliche Sensitivität auch ohne Verstärkungsfaktor erreicht und die Detektion weniger Keime bzw. Erreger ermöglicht.

IHP's Contribution

Das IHP ist im Rahmen des MINIMUM-Projekts für das Arbeitspaket Technologie-Transfer und erste Prozessierung miniaturisierter integriert-optische Si-Mikroring-Sensoren in der 8’’-CMOS-Linie verantwortlich.Hierbei sollen die in einer ersten Phase an der TU Berlin unter Laborbedingungen  entwickelten Si-Sensoren in die 8“-CMOS-Prozesslinie des IHP überführt werden. Hierfür werden die erarbeiteten Prozessmodule für den Transfer auf die IHP-Prozesslinie vorbereitet, in short-flows angepasst und implementiert. Besonders in den Teilschritten Photolithografie und Plasmaätzen ist besonderes Augenmerk auf die Erzielung von möglichst geringen Rauhigkeiten für die Realisierung verlustarmer Wellenleiter zu legen. Finales Ziel dieses Vorhabens ist die Integration der optischen Sensortestkomponenten in den CMOS-Prozessablauf. Nur dadurch kann eine kostengünstige Prozessierung der Si-Sensoren in größeren Volumina mittelfristig gelingen.

Funding

Das Projekt MINIMUM wird durch das Ministerium für Wirtschaft des Landes Brandenburg im Rahmen des Programms „Forschung und Entwicklung – große Richtlinie“ aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und aus Haushaltsmitteln des Landes Brandenburg gefördert.

The building and the infrastructure of the IHP were funded by the European Regional Development Fund of the European Union, funds of the Federal Government and also funds of the Federal State of Brandenburg.