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DNA-Detektor

Das Sensorsystem besteht im Wesentlichen aus zwei logischen Teilen, dem THz-Messplatz, der die THz-Strahlen erzeugt und misst, und dem Sensor auch Bio-Chip genannt. Wir verfolgen den Ansatz den Chip unabhängig vom Messplatz zu machen, sodass die Verwendung mit zeit- (TDS = time domain spectroscopy) oder frequenzaufgelöster (CW = continuous wave) THz-Messung mit unterschiedlicher Hardware möglich ist.

 

Eine Vision vom Bio-Chip: Ein Array aus 3x4 ringähnlichen Resonatoren, das nur ca. 0,7mm x 0,9mm groß ist. Die DNA-Stücke sind überproportional groß dargestellt. Realistische Proben sind nur wenige Nanometer dick und bedecken nur einen kleinen Teil eines Rings.

 

Der Chip, auf dem die Bio-Moleküle aufgebracht werden, wird im THz-Strahl des Messplatzes positioniert und bewirkt eine Änderung des Signals, die abhängig ist von der Dielektrizitätszahl εm der Moleküle. Auf dem Chip befindet sich ein Resonator, der durch die Beladung mit Probematerial verstimmt wird. Aus der daraus resultierenden Verschiebung der Resonanzfrequenz lässt sich εm bestimmen. An den Chip sind grundlegende Anforderungen gestellt, auf die unsere Forschungsarbeit abzielt:

Eine scharfe Resonanz für zuverlässige Detektion, starke Feldkonzentration um sehr kleine Mengen an Probematerial messen zu können und kostengünstige Herstellung.