01.04.2026 — 31.03.2029
nanodiagBW P2 U2
nanodiag BW: Nanoporentechnologie für die molekulare Diagnostik der Zukunft – Projekt P2 –Festkörpernanoporen-Analysator
Förderer Funding Agency: BMFTR
Förderkennzeichen Grant ID: 03ZU2208BD
Nanoporen sind Kanäle mit molekularen Dimensionen. Als Biosensoren eingesetzt, können mit ihrer Hilfe einzelne Moleküle charakterisiert und unterschieden werden. Der Zukunftscluster nanodiag BW nutzt diese Technologie, um epigenetische Faktoren zu analysieren, die im Zusammenhang mit Krankheiten wie Krebs, Alzheimer oder Diabetes stehen.
nanodiag BW ist ein Innovationsnetzwerk im Zusammenschluss von Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen, die gemeinsam den Transfer von exzellenter Forschung in neue Produkte und Anwendungen vorantreiben.
Projekt 2 – Festkörpernanoporen-Analysator
Dieses Teilprojekt verbindet die unterschiedlichsten Fachgebiete, darunter Materialwissenschaft, MEMS (Mikro-Elektro-Mechanische Systeme), CMOS-Technologie, Nanostrukturierungsverfahren, Funktionalisierung technischer Oberflächen, Modellierung und Simulation, Methoden des maschinellen Lernens („KI“) mit innovativer Mikroelektronik und Mikrofluidik.
Das übergeordnete Ziel ist die Etablierung von Festkörper-Nanoporen. Voraussetzung ist die industrielle Herstellbarkeit, um robuste und flexible Einzelmolekülsensoren in großer Zahl produzieren zu können. Damit wird erstmals die technologische Grundlage für praktische Diagnoseanwendungen unter Verwendung dieser Nanoporen der nächsten Generation geschaffen.
Diese neue Technologie basiert auf der Messung winziger Ionenströme (~10 nA) durch einzelne, technisch hergestellte Nanoporen in Festkörpermembranen. Beim Eintritt in die Pore blockieren Biomoleküle, z. B. DNA oder Peptide, diesen Strom teilweise. Die Mikroelektronik ermöglicht die Messung der resultierenden Strommodulation und liefert Informationen über Art, Sequenz oder Modifikation dieser Biomoleküle.
Bislang wurden keine Anwendungen von Festkörper-Nanoporen für den Nachweis und die Sequenzierung von DNA und RNA oder für die Charakterisierung von Proteinen kommerziell realisiert. Die Vorteile von Festkörper-Nanoporen sind Robustheit, Flexibilität, Skalierbarkeit und Integration. Allerdings gilt es noch, große Herausforderungen bei Konzept, Design, Herstellung und Funktionalisierung zu bewältigen. Dieses Projekt zielt darauf ab, die entsprechenden Probleme zu lösen.
Mehr Info: https://nanodiag.de/projekte/festkoerpernanoporen-analysator/
