Amplikationsfreie Detektion kleinster Analytkonzentrationen durch modulare, optofluidisch integrierte SERS-Point-of-Care-Systeme

Die Detektion kleinster biologischer und organischer Substanzen wie Erregern kann in Laborumgebung zwar mit hoher Empfindlichkeit erfolgen, allerdings benötigen Methoden wie die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) Vorkenntnisse über vorhandene Stämme, eine kostenintensive Infrastruktur und teure Reagenzien. Sie sind zeitintensiv und bieten keinerlei Möglichkeit zur Nutzung in dynamischen, nicht-standardisierten Umgebungen. Optische Verfahren hingegen bieten die Möglichkeit einer schnellen, sensiblen und spezifischen Detektion. Um einen dezentralisierten Einsatz zu gewährleisten, haben sich in den vergangenen Jahren PoC-Systeme etabliert. Abhilfe kann beispielsweise eine portable, oberflächenverstärkte Ramanspektroskopie (SERS) schaffen. Mit fortschreitender Entwicklung der miniaturisierten Raman-Spektroskopie hat SERS ihre Anwendungen auf den Bereich der PoC-Tests bewiesen, da sie die Möglichkeit einer schnellen, hochsensitiven Detektion bis hin zur Einzelmoleküldetektion ermöglicht. Um eine Umsetzung einer modularen Analyseplattform, die fluidische und optische Prinzipien integriert, zu gewährleisten, bedarf es eines diversen, interdisziplinären Forschungsteams, welches alle nötigen Kompetenzen vereint, solche Systeme umzusetzen. Insbesondere braucht es Kooperationsnetze, die in der Lage sind, die Systeme bei Bedarf in sehr kurzer Zeitspanne prototypisch umzusetzen und in eine skalierbare Produktion zu überführen. Das betrifft sowohl die integrierten optofluidischen Systeme als auch die spezifischen SERS-Marker. Es gilt, weitere Partner entlang der Wertschöpfungskette für ein transdiziplinäres Netzwerk zu gewinnen, das die Kompetenzen des Kernteams ergänzt, um ein solch komplexes Vorhaben realistisch umsetzen zu können. Hierfür wird ein strukturierter Innovationsprozess, angelehnt an den Design Thinking Prozess, durchgeführt.