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01-02 2022 Elektronik 13 GMM-News COSIMA 2021 Medizindiagnostik mit Mikrosystemen Die Zweitplatzierten des Wettbewerbs COSIMA 2021 haben sich große Ziele gesetzt Die Studierenden des Teams AixSense wollen neuen biologischen Bedrohungen und deren globaler Verbreitung entgegenwirken Dazu haben sie ein Analysesystem entwickelt Beim Finale des COSIMA-Wettbewerbs im Rahmen des MikroSystemTechnik Kongresses traten vier Studierenden-Teams mit ihren innovativen Projekten zum Einsatz von Sensoren und Mikrosystemen gegeneinander an Bereits in der vorherigen Ausgabe der Elektronik durften Sie das Siegerteam upGRADe mit ihrem Aufrüstkit für Kochherde genauer kennenlernen Diesmal stellen wir Ihnen das zweitplatzierte Team AixSense vor das ein analytisches System zur optoelektronischen Überwachung Steuerung und Detektion komplexer biologischer und chemischer Prozesse präsentierte AixSense besteht aus drei Teammitgliedern Mohit Suranglikar Daniele Storelli und Niloofar Seyedsadrkhani von der RWTH Aachen bezeichnen sich selbst als beste Freunde Mit ihren unterschiedlichen Fähigkeiten und Erfahrungen sind sie das Projekt COSIMA angegangen Mohit Suranglikar ist Master-Studentin der Elektrotechnik mit einer Spezialisierung auf Mikround Nanoelektronik Da niele Storelli arbeitet als PhD-Student am »Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik« an der RWTH Aachen und Nilofaaar Seyedsadrkhani ist Master-Student der Elektrontechnik mit einem Fokus auf biomedizinische Systeme Das Projekt Miniaturisierte Analysesysteme die in verschiedenen Bereichen der Diagnostik eingesetzt werden können müssen sich durch Eigenschaften wie Benutzerfreundlichkeit Tragbarkeit oder vielseitige Detektionsmöglichkeiten auszeichnen Heutige Analyseplattformen sind in der Lage Echtzeitanalysen durchzuführen und bieten Prozesssteuerungsmechanismen wie die Regelung von Temperatur Durchfluss und Druck Dadurch kann eine solche Plattform beispielsweise für die elektrische Echtzeitdetektion biomolekularer Bindungen in komplexen biologischen Prozessen wie der Krankheitsdiagnostik oder Arzneimittelanalyse eingesetzt werden Das Team AixSense hat ein Analysesystem entwickelt das Durchflussund Temperaturregelungssysteme umfasst die eine parallele elektrische und optische Charakterisierung einer Probenlösung ermöglichen Zum Analysesystem gehört ein Durchflusssystem das aus Komponenten wie programmierbaren Ventilen und Pumpen besteht die für die Aufbereitung von flüssigen Proben und die Injektion in die vorgesehene Sensorstelle verwendet werden können Ein ebenfalls enthaltenes Temperaturregelungssystem bestehend aus einem Temperatursensor und einem Peltier-Element mit geschlossenem Regelkreis hält die Temperatur des Analysesystems auf einem definierten Wert Der Aufbau bietet auch Möglichkeiten zur elektrischen Detektion auf der Grundlage der elektrochemischen Impedanzspektroskopie EIS und der Charakterisierung von ionensensitiven Feldeffekttransistoren ISFET sowie einen integrierten optischen Sensor zur parallelen Detektion der gewünschten Analyten in einer Probe Das gesamte System lässt sich über eine grafische Benutzeroberfläche von einem Computer aus steuern Dies gestattet eine unkomplizierte Regelung der Prozessbedingungen eine mühelose Analyse und einen Vergleich der Reaktionen der eingesetzten Nachweisverfahren Das automatisierte System stellt somit eine Plattform dar die in der Lage ist komplexe analytische Funktionen unter den gewünschten Prozessbedingungen mit hoher Genauigkeit und Effizienz auszuführen So könnte die im Rahmen von COSIMA konzipierte Plattform künftig als Basis für tragbare Instrumente zur Medikamentenanalyse oder Krankheitsdiagnostik dienen ih Das Team AixSense beim COSIMA-Finale auf dem MikroSytemTechnik Kongress Bild VDE