Optical multi-analyte sensors

In vielen Gebieten der Prozessüberwachung, der Medizin oder auch der Umwelttechnologie besteht der Bedarf mehrere Parameter gleichzeitig zu messen. Ist eine on-line Information notwendig, oder kann keine aufwändige klassische Analytik eingesetzt werden, erfüllen häufig Sensoren diese Aufgabe. Klassische Beispiele für die simultane Bestimmung von mehreren Parametern mit Hilfe von Sensoren sind die Arbeitsplatzüberwachung, die Kontrolle der Fermentation in Bioreaktoren, die Abgasanalytik, die Analyse von Seewasser oder die diagnostische Blutgasbestimmung. Mehrparameterbestimmungen mit Hilfe von Sensoren können entweder durch eine parallele Konfiguration von Einzelsensoren (Sensorarrays) oder die Integration in einen Einzelsensor realisiert werden. Die Integration in einem Einzelsensor ist aus fertigungstechnischen Gründen sehr attraktiv und kann besonders gut mit optischen Sensoren realisiert werden, da mit Hilfe von Licht viele Informationen simultan übertragen werden können. In diesem Projekt sollen optische Multianalytsensoren realisiert werden, die 4 Parameter mit Hilfe eines integrierten Sensors bestimmen können. Es werden die jeweiligen Einzelsensoren in Form von Mikro- oder Nanopartikeln gemischt und in Trägerschichten eindispergiert. Es werden bestehende Einzelsensoren eingesetzt, oder diese an die Anforderungen im Multianalytsystem angepasst. Es werden folgende 4-fachsensoren entwickelt: 1. Blutgasanalytik, Bioprozesskontrolle: pH, pO2 , pCO 2 , Temp. 2. Meeresanalytik: Salinität, pH, pO2 , Temp. 3. Fischzucht: pNH 3 , pO2 , pH, Temp. Es werden jeweils 3 chemische Parameter gemessen und mit einer optischen Temperaturkompensation kombiniert. Das Projekt umfasst folgende Teilaufgaben: die Optimierung der Einzelsensoren; die Integration in einem einzelnen Sensorelement; die Entwicklung des optoelektronischen Systems; die Ausarbeitung von Algorithmen für die Auswertung; sowie die Charakterisierung der Multianalytsensoren.