Optische Bauelemente für mikrofluidische Anwendungen

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der
Entwicklung und Erprobung optischer Komponenten für
applikationsspezifische Lab-on-Microchips (ALMs).
Dies sind zum einen monolithisch integrierte planare
Lichtwellenleiter mit einem flüssigen Kern und zum
anderen strukturierte Dünnschichtdetektoren aus
amorphem Silizium, welche hybrid auf das
mikrofluidische System aufgebondet werden. Zu den
sensorischen Innovationen gehören eine vertikal
polymer-isolierte pin-Diode mit einem
Detektionsabstand von 150 µm und ein flüssiger
Lichtwellenleiter um Anregungslicht orthogonal zur
Detektionsrichtung des Sensorelements in die
Analysekapillare einzustrahlen. In der Anwendung
konnte zum einen die auf Fluoreszenz beruhende
Steigerung des Lichtanteils pH-Wert-sensitiver
Anthracenderivate bis zu einer Grenze von minimal
~5,25fmol beobachtet werden. Zum anderen konnte die
Detektion eines speziellen auf Ruthenium(II)
basierenden Sensormoleküls für die Metallionen von
Blei, Quecksilber und Kupfer erfolgreich an einem
Messvolumen von 1,2nl über einen
Konzentrationsbereich von drei Größenordnungen bis zu
einer Stoffmenfe von ~66nM studiert werden.