Labor Messtechnik - Chemo- und Biosensorik

Ein Biosensor ist ein Messfühler, der eine biologische Komponente nutzt, um biologische Moleküle oder chemische Substanzen zu erkennen. Als aktive biologische Komponente können ein Enzym, DNA, oder auch ganze Zellen dienen, die auf einem Transducer, z.B. einem Mikro-Chip fixiert sind.

Biosensoren können beispielweise den Zuckergehalt im Blut oder die Alkoholkonzentration in Getränken messen. Sie können zur DNA-Analyse oder auch zur Erforschung der biochemischen Vorgänge in lebenden Zellen eingesetzt werden.

Die Anwendungen von Chemo-/Biosensoren liegen in:

• Erhöhung der Lebensqualität (z.B. Medizin - Patientenmonitoring, operativer Bereich, Selbstkontrolle bei Diabetes)
• verbesserter Arbeitsicherheit (z.B. giftige Gase)
• verminderte Umweltbelastung (Ab-, Trinkwasserkontrolle, CO₂-Ausstoss)
• Produktivitätssteigerungen in der Anlagen- und Prozesstechnik (z.B. kontrollierte, definierte chemische/biologische Reaktionen)
• Qualitätssicherung (z.B. Lebensmittelkontrolle, Frische-Fäulnis)

Die Chemo-/Biosensoren sollen möglichst in kompletten Mikrosystemen integriert sein; Beispiele sind das µTAS (micro total analysis system) oder das "lab on chip". Neben den eigentlichen Sensoren befinden sich zusätzlich noch Aktoren (Stellglieder, wie Pumpen, Düsen, Ventile) und die Elektronik "on board" auf dem Chip. Dafür braucht man spezielle Mikrotechniken zur Fertigung.

Ein Beispiel für ein komplettes Mikrosystem ist die "Intelligente Pille". Ein Sensor misst den Blutzucker, die Integrierte Elektronik des Mikrosystems errechnet den Insulinbedarf und die Mikropumpe als Aktor gibt die exakte Menge ab.