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.