Entwicklung eines photonischen Mikroring-Sensors zur Ionen- und Biomarkerdetektion am Point-of-Care

Eine physiologische Zusammensetzung der Elektrolyte im Blut bildet die Grundlage für lebenswichtige Funktionen des Körpers. Krankhafte Änderungen der Elektrolytkonzentration können z.B. die Herz- und Nierenfunktion beeinträchtigen. Bei Kleinkindern stellt die Messung der Elektrolytkonzentration eine Herausforderung dar, da die entnommenen Blutvolumina für marktübliche Blutanalyseautomaten oft zu gering sind. Lebensbedrohliche Entgleisungen des Elektrolythaushalts können dadurch unerkannt bleiben. Im Projekt „PHIONa“ sollen neuartige photonische Sensoren in einem Gerätekonzept die Elektrolytbestimmung mit kleinsten Blutproben ermöglichen.

Das Messprinzip basiert auf optischen Mikroring-Resonatoren (MRR). Durch diese ringförmigen Lichtleiter wird Laserlicht geführt. Sobald sich Moleküle an den MRR anlagern, verändern sich die optischen Eigenschaften des Lichtleiters. Diese Bindungsereignisse können hochsensitiv und durch Oberflächen-Funktionalisierung anwendungsspezifisch gemessen werden. Auf Grundlage dieser Messmethode soll in interdisziplinärer Zusammenarbeit ein Funktionsmuster entwickelt werden, mit der die Elektrolyte simultan und in Echtzeit bestimmt werden können.