ChiBS - Chip-basierte Biologie für die Sensorik - Dresden

Die WK-Potenzial-Initiative

Die Zusammenführung von wissenschaftlichen Erkenntnissen aus den Bereichen Mikroelektroniktechnologie und Informationstechnik, der Materialwissenschaft sowie der Biowissenschaften birgt großes wirtschaftliches und wissenschaftliches Potenzial. Als bedeutender Standort der Halbleiter- und Mikroelektronikindustrie („Silicon Saxony“) und international renommierter Einrichtungen in den Bereichen Biotechnologie und Molekulares Bioengineering besitzt Dresden exzellente Voraussetzungen, das vorhandene Know-how zu bündeln. Im Verbund ChiBS haben sich Partnereinrichtungen zusammengeschlossen, um eine Brücke zwischen Chip-Technik und Biologie zu schlagen und neue Anwendungsfelder für Wissenschaft und Technik zu eröffnen.

Die Ziele

Ziel des Vorhabens ist es, die physikalisch-technischen Eigenschaften einer neuen Chip-Generation mit biologischen Systemen zu verbinden und damit die Grundlage für die Entwicklung neuer Sensor- und Aktorsysteme zu legen. Besondere Herausforderungen bestehen darin, biologische Strukturen und ganze Zellen funktionell und punktgenau in einer Art und Weise zu immobilisieren, dass sie den Anforderungen der Chip-Technologie genügen und gleichzeitig in der Lage sind, Signale zu generieren, die elektronisch ausgelesen werden können. Dies erfordert eine Kombination von innovativen Entwicklungen im Bereich der Mikro- und Nanoelektronik, der Molekularbiologie und der Materialwissenschaft.

Das Konzept geht im Wesentlichen auf die Arbeiten der TU Dresden auf dem Gebiet der Immobilisierung und sensorischen Nutzung von Biomolekülen zurück, die hochaktuell sind und durch die geplante optische und elektronische Kopplung mit den Chips von Infineon einen völlig neuen Ansatz in der Biosensorik ermöglichen. Diese Vorgehensweise eröffnet die Chance für das Entstehen einer weltweit einzigartigen neuen Technologieplattform in Dresden, die Ausgangspunkt für neue Wertschöpfungsketten sein kann.

Die Projekte

Die Projektarbeiten gliedern sich in drei Module:

  • Im Modul „Entwicklungspotenzial der Mikrochips“ wird untersucht, inwieweit sich die etablierte Technologie hoch integrierter Silizium-Mikrochips an die besonderen Anforderungen von optischen und elektrischen Biosensoren adaptieren oder weiterentwickeln lässt.
  • Das Modul „Aufbau von Bio-Assays“ fokussiert auf den kontrollierten Aufbau von funktionellen biologischen Schichten auf Siliziumchips, auch im Hinblick auf eine Systemintegration in z.B. biologischen Prozessumgebungen.
  • Im Modul „Prinzipnachweis wesentlicher Biosensorfunktionen“ soll schließlich an ausgewählten Beispielen die Funktionsfähigkeit der neu entwickelten Sensoren unter prozessnahen Bedingungen evaluiert werden. Dazu werden Anwendungen aus den Bereichen Bioverfahrenstechnik, Wassertechnologie und Medizin untersucht.

Die Partner

  • Institut für Genetik (IfG), Technische Universität Dresden (TUD)
  • Institut für Werkstoffwissenschaft (IfWW), TUD
  • Institut für Festkörperelektronik (IFE), TUD
  • Klinik u. Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin (KPKJ), TUD
  • Infineon Technologies Dresden GmbH (IFD)
  • UMEX GmbH Dresden (UMEX)
  • Assoziierter Projektpartner:
    Endress+Hauser Conducta, Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH & Co. KG (E+H)

Kontakt

Prof. Dr. Gerhard Rödel
Technische Universität Dresden
Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften
Institut für Genetik
01062 Dresden
Tel.: 0351 463-36210
Fax: 0351 463-37725
E-Mail: gerhard.roedel[at]tu-dresden.de
http://nano.tu-dresden.de/ChiBS/ 


Laufzeit: 01.12.2009-30.11.2011