Integrierte Sensoren und Schnittstellenschaltungen für neuartige biomedizinische Anwendungen

Im Zentrum dieses Forschungsschwerpunkts steht die Entwicklung von integrierten Sensoren und Signalkonditionierungselektronik für neuartige Anwendungen in den Lebenswissenschaften. Ziel unserer Forschung ist es dabei, die Möglichkeiten moderner integrierter Schaltungstechnik gezielt zur Verbesserung bestehender Messkonzepte bzw. die Entwicklung neuartiger Sensoren und Schnittstellenschaltungen zu nutzen, um so bestehende Limitierungen in Bezug auf Auflösung, Auslesegeschwindigkeit und Skalierbarkeit aufzuheben.

Projekte

IC-based electron spin detection for biomedical and material science applications

J. Anders: Methods based on the electron spin resonance (ESR) effect are amongst the most powerful analytical techniques in medicine as well as in the natural and material sciences because they enable to study the structure, dynamics and spatial distribution of paramagnetic species in a large variety of samples. In this context, the main goal of this project is to improve and/or to enhance ... [more]

Frequency-sensitive High-field ESR using CMOS LC Tank Oscillators

J. Anders: The main objective of the this project is to develop fully-integrated CMOS detectors for combined amplitude- and frequency-sensitive ESR experiments at B0-field strengths between 1.25 and 3 T in order to improve the state-of-the-art in spin sensitivity by at least one order of magnitude and thereby enable a speed-up of the analysis of mass limited biological samples ... [more]

Integrierte Ausleseelektronik für kombinierte Hochgeschwindigkeits-Raster-Ionenstrom-Mikroskopie und hochauflösende Patch-Clamp Experimente

J. Anders: Die Möglichkeit zur Bildgebung im Nichtkontaktmodus mit subzellulären Auflösungen machen die Rasterionenstrommikroskopie (engl. „scaning ion coductance microscopy“ (SICM)) zu einem vielversprechenden Verfahren für Untersuchungen im Bereich der Molekularbiologie. Kürzlich eingeführte Neuerungen im Bereich der Probenköpfe in Kombination mit neuen Bildgebungsmodi haben dabei die Auflösung, die Stabilität ... [mehr]

Verteilte CMOS Sensorarrays zur Korrektur gradienteninduzierter Artefakte in der Hochfeld-MRT

J. Anders: Moderne Forschungs-Magnetresonanztomographie- (MRT-) Scanner mit sehr hohen statischen Magnetfeldern von mehr als 7 T eröffnen die Möglichkeit zur MR-basierten Bildgebung mit signifikant verbesserten Auflösungen im Vergleich zu konventionellen Systemen mit Feldstärken zwischen 1,5 T und 3 T. Allerdings verhindern oftmals Nichtidealitäten in Form von Verzerrungen in den Gradientenfeldern, also den örtlich veränderlichen Magnetfeldern zur Positionskodierung des MRT-Signals, das Erreichen der theoretisch möglichen Bildqualität ... [mehr]

Messung neuronaler Aktivität mit kombinierten, multifunktionalen Mikro NMR Proben und Mikroelektroden

J. Anders: Konventionelle fMRT Experimente basieren auf dem BOLD-Effekt, der die Messung neuronaler Aktivität über die korrespondierenden lokalen Suszeptibilitätsveränderungen ermöglicht. Diese werden in der Regel mit Hilfe T2*-gewichteter EPI Sequenzen gemessen, wobei eine zeitliche Auflösung im Bereich von Sekunden und räumliche Auflösungen im Mikroliterbereich erzielt werden. Das beantragte Forschungsprojekt zielt auf die Überwindung dieser Beschränkungen in der zeitlichen und räumlichen Auflösung, um so feinere Details der neurovaskulären Kopplungskaskade untersuchen zu können ... [mehr]