Bachelor-/Masterthesis: Plasmabeschichtete Nanoporen für hochsensitive Einzelmoleküldetektion

Das Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik an der Universität Ulm bietet ein modernes Forschungsumfeld in den Bereichen Photonik und Optik mit experimenteller Ausstattung. Wenn du Interesse daran hast, anwendungsnahe Fragestellungen zu bearbeiten und Lösungen für reale medizinische und technische Herausforderungen zu entwickeln, bist du hier genau richtig. Durch die enge Zusammenarbeit mit der Industrie, insbesondere mit kleinen und mittleren Unternehmen, werden Forschungsergebnisse zügig in praktische Anwendungen überführt. Die Abschlussarbeit ermöglicht dir, an einem hochaktuellen Forschungsfeld an der Schnittstelle von Geräteentwicklung, Plasmaphysik und biomedizinischer Diagnostik zu arbeiten und zur Entwicklung zukünftiger intraoperativer Therapieverfahren beizutragen.

Wir bieten engagierten Studierenden (m/w/d) ab sofort die Möglichkeit, ihre Bachelor- oder Masterarbeit zum Thema "Plasmabeschichtete Nanoporen für hochsensitive Einzelmoleküldetektion" am ILM zu erarbeiten.

Hintergrund

Eine aktuelle Forschungslücke in der Festkörpernanoporen-(FKNP)-Technologie besteht in der gezielten Kontrolle der Oberflächen- und Grenzflächeneigenschaften innerhalb der Nanopore, die für eine zuverlässige Einzelmoleküldetektion entscheidend sind. Insbesondere fehlen Verfahren, die sowohl eine stabile Benetzbarkeit der Porenwand als auch spezifische, reversible Wechselwirkungen zwischen Analyt und Oberfläche präzise einstellen können. Eine FKNP ist eine technisch erzeugte Öffnung (Ø < 10 nm) in einer Festkörpermembran (Dicke < 40 nm), die in eine Elektrolytlösung mit dem Analyten eingetaucht wird. Durch ein elektrisches Feld entstehen elektroosmotische Ströme im Nanoamperebereich, die hochsensitiv ausgewertet werden. Beim Durchtritt einzelner Moleküle führen charakteristische Stromänderungen zu einer label-freien Einzelmolekülanalyse. Im Projekt wird ein Ansatz verfolgt, der laserinduzierte Nanoporen mit plasmaunterstützter Funktionalisierung mittels PECVD kombiniert. Ziel ist es, die Oberflächenchemie so zu gestalten, dass die Translokation von spezifischen Biomolekülen gezielt beeinflusst und verlängert werden kann. Hierfür wird ein experimenteller Ablauf entwickelt, der Herstellung, Funktionalisierung und elektrische Charakterisierung von FKNP-Systemen beeinhaltet. Neben der Kontrolle der Porengeometrie stehen Oberflächenmodifikation, Molekül-Poren-Wechselwirkungen und die Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses im Fokus.

Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist die experimentelle Untersuchung laserinduzierter Festkörpernanoporen hinsichtlich ihrer plasmabasierten Oberflächenfunktionalisierung und deren Einfluss auf die Biomolekül–Poren-Interaktion. Im Rahmen der Abschlussarbeit werden verschiedene PECVD-Beschichtungen nach Oberflächenaktivierung aufgebracht und hinsichtlich Schichtdicke, Homogenität und funktioneller Gruppen charakterisiert, wobei eine Verengung oder Blockierung der Nanopore vermieden werden soll. Anschließend wird analysiert, wie sich die Beschichtungen auf die Translokation von Biomolekülen und das elektrische Signalverhalten auswirken.

Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in Messtechnik, naturwissenschaftlichem Arbeiten und Datenanalyse sind erforderlich. Kenntnisse in der Plasmatechnologie und zu Festkörpernanoporen sind von Vorteil, jedoch nicht zwingend erforderlich.

Das ILM fördert die Teilhabe und ermutigt Menschen mit Behinderungen, sich zu bewerben.

Die Zusendung der vollständigen Bewerbungsunterlagen wird erbeten per E-Mail mit dem Betreff „Bewerbung Bachelorarbeit/Masterarbeit Nanoporen“ als PDF-Datei(en) an bewerbungen@ilm-ulm.de.

Für weitere Auskünfte steht Dr. Haupt gerne zur Verfügung.

Alle Informationen zum Umgang mit Bewerberdaten finden sich in unserer Datenschutzerklärung.