August 25, 2022

Durchbruch in der Lasertechnologie?

Jens Poggenpohl
Redaktion und Kommunikation
Integriert optische Biosensoren sind eine Erfindung aus der Schweiz. Bislang waren sie für den Massenmarkt jedoch viel zu teuer. Jetzt unterstützt die IBH einen vielversprechenden Ansatz.

Seit mehr als einem Vierteljahrhundert ist Kurt Tiefenthaler fasziniert von Biosensoren. Mit solchen Sensoren kann man biologische Substanzen messen oder identifizieren — das bekannteste Beispiele ist wohl der Glukose-Sensor für Diabetes-Patienten. Aber auch die dank der Corona-Pandemie berühmt gewordenen Antigentests basieren auf der Darstellung einer Interaktion von Biomolekülen.

Eine besonders elegante Darstellungsform bieten integriert optische Biosensoren. Erfunden wurde diese Methode an der ETH Zürich, unter anderem vom Physiker Tiefenthaler, der nach seiner Promotion die Firma Artificial Sensing Instruments (ASI) AG gründete. Doch bislang musste die Gitterstruktur der Sensoren in aufwändigen Ätzverfahren hergestellt werden, die für den Massenmarkt „drei bis vier Mal zu teuer sind“, wie Tiefenthaler schätzt.

Biochips sind erfolgsversprechende Kandidaten für die Diagnostik. Die kostengünstige Herstellung der notwendigen Nanostrukturen stellt jedoch eine grosse Herausforderung dar. Die im Projekt DlipChip entwickelte Materialbearbeitung mit Hilfe eines Lasers eröffnet einen neuen Lösungsansatz.

Nun könnte die Technologie doch noch ihren Durchbruch schaffen — dank der Fortschritte in der Lasertechnologie. Tiefenthaler jedenfalls ist „überzeugt, dass man optische Chips mit dieser Technologie wesentlich günstiger herstellen kann“. Auf der Suche nach wissenschaftlichen Kooperationspartnern wandte sich der gebürtige Vorarlberger zunächst an seinen Studienkollegen Christoph Stamm, inzwischen Professor am Forschungsschwerpunkt Angewandte Optik an der ZHAW School of Engineering. Eine Publikationsrecherche brachte Tiefenthaler in Kontakt zu einem weiteren regionalen Experten, Prof. Dr. Johannes Boneberg von der AG Scheer — Mesoscopic Systems im Fachbereich Physik der Universität Konstanz.

Doch wie sollte man die gemeinsame Arbeit finanzieren? Die Professoren winkten zunächst ab. Anträge seien kompliziert und Mittel knapp. Doch nachdem Tiefenthaler zufällig auf die IBH gestossen war, „kam aus heiterem Himmel richtig Zug rein“. Und weil das Projekt die Förderkriterien für ein Initialprojekt erfüllte, forscht man zunächst bis Ende des Jahres an der Frage, ob das Verfahren wirklich für die industrielle Massenproduktion geeignet ist. Gelingt dies, soll ein Folgeprojekt die Umsetzung realisieren — idealerweise mit weiteren Partnern aus der Region.

Erfahren Sie hier mehr über das Projekt.

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