Arbeitsgruppe Nanobiophotonik

Im Fokus der Forschungsarbeiten steht die molekulare Plasmonik, die Erschließung des Potentials plasmonischer Effekte an Hybrid-Nanostrukturen von molekularen mit chemisch-synthetisierten metallischen Elementen für den Einsatz in der Biophotonik. Das Design und die Synthese von Metall-Nanopartikeln und Nanostrukturen mit gewünschten definierten optischen Eigenschaften (lokalisierte Oberflächenplasmonen-Resonanz, LSPR) in Kombination mit (bio)molekularen Komponenten (z. B. DNA) bildet dazu die technologische Basis. Die erzeugten funktionale Nanostrukturen können passiver oder aktiver Natur sein und erlauben Anwendungen in zwei verschiedene Richtungen: Zum einen der eher passive Einsatz der plasmonische Nanostrukturen als optische Marker und Sensoren. Bei der Sensorik agieren plasmonische Nanostrukturen als optische Signalwandler. Diese Nanostrukturen erlauben Anwendungen in medizinischer Diagnostik, Lebensmittel- und Wasseranalyse, sowie umwelttechnologischen Fragestellungen. Aktive Nanostrukturen können andererseits als optische Antennen eingetragene Energie umwandeln, was für gezielte Manipulation von Biomolekülen sowie für Applikationen zur Katalyse sowie Materialbearbeitung eingesetzt werden kann.

Arbeitsschwerpunkt – Molekulare Plasmonik

• Passive molekulare Plasmonik
  • LSPR-basierte Sensoren (snpLSPR, ensLSPR, LSPRi)
  • Plasmonische Marker

• Aktive molekulare Plasmonik
  • Nanolokale Anregungsfreisetzung
  • Nanolokale Strahlungsquellen

Technologien

• Mikrofluidische Nanopartikelsynthese (UV-NIR)
• Herstellung plasmonischer Nanostrukturen durch Selbstorganisation und Mikrointegration
• DNA-Origami Technik
• Sensorentwicklung

Anwendungsfelder

• Diagnostik
• Pathogennachweis in
  • Wasser (auch Antibiotikaresistenz)
  • Lebensmittel
  • Medizinisch-relevanten Proben

• Nachweis von Biomarkern für
  • Krebs
  • Rheumatoide Arthritis

• Katalyse und Materialbearbeitung
• Bildgebung und plasmonische Therapieansätze