Ulm: Nanosensoren stehen vor Revolution

Es klingt wie Zukunftsmusik: Winzigste halbleitende Nanodrähte ermöglichen als Biosensoren detaillierte Einblicke in einzelne Zellen oder spüren Krankheiten wie Krebs im Frühstadium auf. Tatsächlich werden solche hochleistungsfähige Sensoren bereits in spezialisierten Laboren eingesetzt, doch für den Alltagsgebrauch – zum Beispiel in Arztpraxen – ist ihre Herstellung schlichtweg zu aufwendig und zu teuer. Im Zuge seines durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts Sense-U hat der Ulmer Juniorprofessor Steffen Strehle eine „Bürstentechnik“ entwickelt, die die Massenproduktion präziser Nanosensoren ermöglicht. Inzwischen ist die zweite Förderphase des Erfolgsprojekts angelaufen.

Leistungsfähige Nanodrahtsensoren in die Praxis bringen – dieses Ziel verfolgt Strehle in seinem Projekt. Dafür erforscht der Ingenieur halbleitende Nanostrukturen für Sensorsysteme. Solche Sensoren detektieren beispielsweise krankheitsspezifische Biomarker: Dazu wird ihre Oberfläche chemisch so verändert, dass nur bestimmte Moleküle daran haften und sich dann elektrisch nachweisen lassen. Zudem können auf halbleitenden Silizium-Nanodrähten basierende „Sonden“, die 1000 Mal dünner als ein menschliches Haar sind, in einzelne Zellen eingeführt werden, um zelluläre Prozesse zu erforschen. Dabei sollte das komplexe Zusammenspiel im Zellinneren möglichst nicht gestört werden. Bisher war die Herstellung solcher Sensorsysteme in großen Stückzahlen jedoch schwierig, da die genaue Position der einzelnen Nanodrähte – zum Beispiel für die elektrischen Kontakte – kaum kontrolliert werden konnte. Doch nun hat Strehle ein Verfahren weiterentwickelt, mit dem sich die winzigen Drähte „punktgenau“ und kostengünstig auf eine Oberfläche „drucken“ lassen.

Das neue Verfahren ist bereits zum Patent angemeldet, und nun suchen die Wissenschaftler um den Juniorprofessor nach einem Industriepartner für die Massenproduktion. Womöglich werden die präzise gefertigten Sensoren dann eines Tages standardmäßig in der Diagnostik eingesetzt. (az)