Verbundprojekt: Entwicklung innovativer plasmonischer Materialien für die SERS/LSPR-Biosensorik; Teilvorhaben: Herstellung und bioanalytische Testung neuartiger plasmonischer Materialien

Das Vorhaben PlasmonBioSense adressiert die Entwicklung und Erprobung neuartiger multifunktionaler plasmonischer Sensor-Substrate für Einsätze in der lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanz- Spektroskopie (LSPR, localized surface plasmon resonance, Leibniz-IPHT) und der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie SERS (surface enhanced Raman spectroscopy, japanische Partner). Diese Substrate basieren auf nanostrukturierten Gold-Sensoren, die mit einer kosteneffizienten Replikationstechnik, der Nanoimprint-Lithographie (NIL), hergestellt werden (durch entsprechende Vertiefungen auf der Oberfläche, die anschließend mit Goldnanopartikeln gefüllt werden). Diese ermöglichen eine extrem hohe lokale Verstärkung des elektromagnetischen Feldes und damit höchste Sensitivität in LSPR wie in SERS. Es sind multifunktionale Sensoren geplant, die erstmals eine simultane Untersuchung einer Probe mit beiden Methoden erlauben. Das Konsortium verbindet Erfahrungen und Expertise in den Bereichen Nanostrukturierung, LSPR- und SERS-basierte Bioanalytik und Instrumentierung. Der deutsche Forschungspartner Leibniz-IPHT ist Experte in der Entwicklung neuartiger bioanalytischer Methoden auf der Basis von Nanosensoren insbesondere mit LSPR, während der Firmenpartner Temicon aus dem Bereich der Strukturierung einschließlich NIL kommt. Damit werden im deutschen Teil die NIL-Substrate präpariert nach entsprechendem Design und Modellierung. Anschließend werden LSPR-Substrate realisiert durch gezielte Befüllung der NIL-Strukturen mit Goldnanopartikeln. Nach einer Biofunktionalisierung der Sensorstrukturen werden diese für die DNA-Analytik getestet. Dieser Prozess wird durch die japanischen Partner und ihren langjährigen Erfahrungen auf dem Gebiet der SERS-Biosensoren und der dazugehörigen Instrumentierung synergetisch komplementiert.