Chemometrische Mehrkomponentenanalyse mit multi-mikrobiellen Sensorchips in Siliziumtechnologie zur Realisierung einer "Elektronischen Zunge"

• Applicant: Professorin Dr. Christiane Zaborosch
• Subject Area: Analytical Chemistry
• Term: from 1997 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5378928

Bisherige Untersuchungen haben das Leistungsvermögen bereits eines einzelnen mikrobiellen Sensors, der in ein Durchflußmeßsystem integriert ist, bei der Analyse von Mehrkomponentengemischen gezeigt. In Abhängigkeit vom Metabolismus lebender Zellen ist ein solcher Sensor, der aus immobilisierten Mikroorganismen einer Species vor einer Sauerstoffelektrode besteht, in der Lage, unterschiedliche organische Analyte mit spezifischen zeitabhängigen Sauerstoffverbrauchsraten zu detektieren. Durch Anwendung multivariater Kalibrationsverfahren auf einen solchen dynamischen mikrobiellen Sensor haben wir eine simultane quantitative Analyse von ternären Gemischen realisieren können. Die Verwendung von Sensorelementen in Form von Siliziumchips, die mit Verfahren der Halbleitertechnologie hergestellt werden, soll die getrennte Integration von mehreren (2 - 4) mikrobiellen Species mit spezifischen Substratspektren in einzeln adressierbaren Sauerstoffelektroden auf einem Chip ermöglichen. Dieses Meßsystem auf Basis eines mikrobiellen Sensorchips mit unterschiedlichen Species soll einerseits das Auflösungsvermögen der Sensoren bei der quantitativen Analyse von Mehrkomponentengemischen mit einer erhöhten Anzahl bekannter Analyte, wie sie z. B. bei enzymatischen Transformationen vorliegen, deutlich verbessern. Andererseits soll die Integration unterschiedlicher Organismen die Analyse von komplex zusammengesetzten Lösungen, wie z. B. im Fall von Abwasser- oder Lebensmittelproben, mittels Mustererkennung ermöglichen. Durch Anwendung chemometrischer Verfahren auf Daten dieses mikrobiellen Arrays soll so eine "elektronische Zunge" realisiert werden.

• DFG Programme: Research Grants