Projekt KODIAK
IMMS erforscht Bildsensoren für Chemilumineszenz-Assays mit Thüringer Industrie und Instituten aus Erfurt-Südost und Jena
Lab-on-Chips (LOC) integrieren verschiedene labordiagnostische Verfahren zur Probenaufbereitung und -analyse auf einem Chip und können Patientenproben automatisiert verarbeiten und auswerten. Die Einwegkartuschen sind häufig nicht größer als eine Kreditkarte, deren Geräteplattformen klein und somit optimal für die Diagnose oder Erstversorgung in Arztpraxen oder allgemein für Point-of-Care-Diagnostik. Ergebnisse können dadurch kostengünstiger, schneller und früher als herkömmliche Analysen in einem medizinischen Labor bereitgestellt werden. In KODIAK werden elektronische, optische und fluidische Komponenten und zugehörige Integrationstechniken entwickelt, die die LOC-basierte Point-of-Care-Diagnostik für weitere Anwendungsfälle erschließt.
Hochsensitive Bildsensoren mit SPADs für Chemilumineszenz-Assays
Das IMMS bringt seine Kompetenzen zu CMOS-integrierten optischen Sensoren in das Projekt ein. Wir erforschen, wie sich die neuen Single-Photon-Avalanche-Dioden (SPADs) unseres Projektpartners X-FAB in hochsensitiven Bildsensoren für Chemilumineszenz-LOC-Assays einsetzen lassen. Wir entwickeln dafür einen Zeilensensor zum Auslesen von Chemilumineszenz in mikrofluidischen Kartuschen. Darüber hinaus werden auch die dazugehörigen Hard- und Softwaremodule entwickelt, um den Sensorchip anwendungsnah zu evaluieren.
Erste Anwendung – Diagnostik des häufig tödlichen CR-Syndroms
Die Entwicklung ist wesentlich davon getrieben, schnelle und kostengünstige Diagnosen für das Zytokin-Freisetzungssyndrom (cytokine release syndrome, CRS) zu ermöglichen und gleichzeitig die Eignung der technischen Projektergebnisse in der medizinischen Anwendung zu demonstrieren. CRS tritt als schwerwiegende Nebenwirkung bei einer Vielzahl von Erkrankungen und Therapien auf, wie z.B. Immunotherapie, Graft-versus-Host-Disease, Sepsis und Infektionserkrankungen wie Covid-19 und endet häufig tödlich. Je nach Studie erleiden beispielsweise zwischen ca. 20 – 45% der in der Onkologie mit CAR-T-Zell-therapierten Patienten ein CRS sowie der Großteil der verstorbenen Corona-Patienten. CRS muss daher schnellstmöglich erkannt und therapiert werden. Derzeitig erfolgt die Diagnostik symptomatisch, also zeitverzögert und unspezifisch, und über Bluttests und somit invasiv, was z.B. ein online-Monitoring ausschließt. Mit den neuen Bildsensoren sollen ernsthafte Krankheitsverläufe früher erkannt, klinische Kapazitäten effektiver genutzt und die medizinische Versorgung von Patienten gestärkt werden.
Akronym / Name:
KODIAK / Komponenten und Module für die verbesserte optische DiagnostikLaufzeit:2021 – 2023
Anwendung:
Life Sciences|Life Sciences| In-vitro-Diagnostik| Zytokin-Freisetzungssyndrom (cytokine release syndrome| CRS)| Corona| Covid-19Forschungsfeld:Integrierte Sensorsysteme
Kontakt
Kontakt
Eric Schäfer, M. Sc.
Leiter Mikroelektronik und Institutsteil Erfurt
eric.schaefer(at)imms.de+49 (0) 361 663 25 35
Eric Schäfer und sein Team erforschen Integrierte Sensorsysteme und hier insbesondere CMOS-basierte Biosensoren, ULP-Sensorsysteme und KI-basierte Entwurfs- und Testautomatisierung. Die Ergebnisse fließen in die Forschung an den Leitthemen Sensorsysteme für die In-vitro-Diagnostik und RFID-Sensoren ein. Er unterstützt Sie mit Dienstleistungen rund um die Entwicklung integrierter Schaltungen und mit KI-basierten Methoden für komplexe IC-Entwürfe.
Förderung
Das Projekt KODIAK wurde als Teil der Reaktion der Europäischen Union auf die COVID-19-Pandemie über den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE-OP 2014 – 2022) unter dem Kennzeichen 2021 FE 9127 gefördert.