Teilprojekt: „Sensorkonzept, Zellherstellung und Sensorelektronik“

Im Vorhaben qBioS wollen wir höchstsensitive, quantenbasierte Magnetfeldsensoren, sog. optisch gepumpte Magnetometer (OPM), erforschen, welche bei der Auflösung mit den weltbesten supraleitenden Sensoren konkurrieren können, ohne jedoch deren kryogene Kühlung zu erfordern. Die OPM können so deutlich kompakter realisiert werden, was zu einer höheren Flexibilität bei der Anordnung mehrerer Sensoren führt, sodass sich völlig neue Einsatzmöglichkeiten z.B. bei biomedizinischen Messungen ergeben. Im Vorhaben sollen die in Laboraufbauten erforschten Funktionsprinzipien zur Erzielung höchster Empfindlichkeit durch die Projektpartner in kompakten, modularen Einzelsensoren integriert werden, um die Detektion schneller biomagnetischer Signale in magnetischer Schirmung zu ermöglichen. Neben der deutlich gesteigerten Flexibilität gegenüber kryogener Sensorik sollen sich die neuen OPMs von den besten bisher am Markt befindlichen OPM durch ihre größere Bandbreite (bis 1 kHz) unterscheiden. Dies eröffnet Einsatzmöglichkeiten in der Medizin, wie z.B. der Magnetoenzephalographie (MEG mit flexiblerer Sensoranordnung sowie geringeren Einwirkungen durch Bewegung der Patienten) und der Magnetomyographie (Ersatz bisher verwendeter chirurgisch-invasiver Methoden). Darüber hinaus können die neuen Sensoren die Anwendungsbreite der Methode der Biosuszeptometrie, der Messung paramagnetischer Substanzkonzentration in Organen wie Leber und Herz, deutlich erweitern. Perspektivisch soll die Einsetzbarkeit dieser Messtechnik für die spektroskopische Bildgebung z.B. in der Magnetorelaxometrie evaluiert werden, welche für das Studium und den Nachweis von Infektionserregern über deren Anbindung an aktivierte magnetische Nanopartikel sehr attraktiv ist.

Das Vorhaben wird vom Freistaat Thüringen unter der Nummer 2021 FE 9087 gefördert und durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und von REACT-EU kofinanziert.

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