Bildgebung per Terahertzwellen: Neuartiger Chip für Anwendungen in der Biomedizin
Eine Auflösung von 10 Mikrometer erzielt ein neuer Bildgebungssensor, den Prof. Dr. Ullrich Pfeiffer vom Lehrstuhl für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik an der Bergischen Universität Wuppertal und sein Team entwickelt haben. Das entspricht der Größenordnung einzelner Zellen lebender Organismen. Damit könnte der Chip zum Beispiel in der Krebsdiagnostik zum Einsatz kommen – zur Differenzierung von Krebsgewebe und gesundem Gewebe.
Infografik mit einem Foto von dem Chip
Bergische Universität Wuppertal
„Bei der Entwicklung des Chips haben wir neue Wege der hochauflösenden Bildgebung mittels Terahertzwellen beschritten“, ordnet Prof. Pfeiffer das Projekt ein. „Traditionelle Bildgebungsverfahren beruhen auf der Absorption und Reflektion von elektromagnetischen Wellen im sogenannten Fernfeld. Die Auflösung dieser Technologie ist durch Beugungseffekte fundamental auf die halbe Strahlungswellenlänge (λ/2) begrenzt.“ Um Strukturen zu analysieren, die kleiner als diese Auflösungsgrenze sind, werden bisher hochkomplexe mikroskopische Verfahren verwendet, zum Beispiel die STED-Mikroskopie oder die Rasternahfeldmikroskopie. Ihr Nachteil: Sie sind kostspielig und aufwendig.
Der von den Wuppertaler Wissenschaftlern entwickelte Bildgebungssensor setzt dagegen auf Terahertzwellen und überwindet die beugungsbedingte Auflösungsgrenze. Prof. Pfeiffer: „Der Sensor beruht auf der Interaktion von elektromagnetischen Wellen mit Objekten im sogenannten Nahfeld und erreicht dadurch eine Auflösung von 10 µm bei einer Frequenz von 560 GHz (λ/55).“ Er beinhaltet 128 in einer Linie angeordnete Sensoreinheiten und eine vollständig integrierte Echtzeit-Ausleseelektronik. Ansteuerung und Versorgung erfolgen allein über die USB-Schnittstelle eines Computers. „Wir zeigen somit erstmals ein Terahertz-Gesamtsystem, dessen Integrationsgrad vergleichbar mit dem von konventioneller integrierter Elektronik ist, und erzielen einen Durchbruch für die Verwendung des bisher wenig erforschten Terahertz-Frequenzbereichs“, so der Forscher.
Vorgestellt haben die Wissenschaftler ihre Arbeit auf der International Solid-State Circuits Conference Mitte Februar 2018 in San Francisco, dem weltweit führenden Forum für die Präsentation von Fortschritten bei Halbleiterschaltungen und System-on-a-Chip Entwicklungen. Der nächste Schritt führt ins Feld: Der Chip kommt bei der Unicancer Group Bordeaux zum Einsatz, einem Projektpartner des Lehrstuhls von Prof. Pfeiffer.
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Zuletzt betrachtete Inhalte
5 Mio. Euro für Münchner Proteinanalytik-Spezialisten - Start-up Dynamic Biosensors gewinnt BayBG als Neu-Investor
Neuartige Geräte beschleunigen Suche nach passenden Wirkstoffkandidaten - NanoTemper Technologies und PharmAI entwickeln biophysikalische Werkzeuge für die Analyse riesiger Datenmengen in der Medikamentenforschung
Laborreform – ein drohender Rückschritt für die medizinische Versorgung?
PerkinElmer und VWR International schließen sich zusammen, um eine kombinierte Servicelösung anzubieten
Schadstoffe in Weichplastikködern: Risiken für Angelnde und Umwelt - Gesundheitsschädigende Phtalate und hormonaktive Extrakte werden aus gängigen Ködern freigesetzt
Helmholtz-Preis für hochpräzise Messungen zur Relativitätstheorie und zu Nanomaterialien
Einzelne lebende Zellen anzapfen - Neue Technik könnte «Einzel-Zell-Analysen» revolutionieren
Auf der Spur von Tausenden von Schwingungen chemischer Bindungen in der Zelle - Freiburger Biophysiker entwickelt Infrarot-Spektroskopie weiter
Rauchmelder „erschnüffelt“ Brandquellen - Alarm schon bevor es brennt
Medizinische Bilder im Homeoffice befunden - Start-up stellt App kostenfrei zur Verfügung
PerkinElmer schließt Übernahme von Oxford Immunotec ab
