Aktuelles › For­schung und Ent­wick­lung des IMMS für die Bio­ana­ly­tik auf der MEDCIA 2019

IMMS bie­tet Part­nern für Life-Sci­ence-Anwen­dun­gen F&E zu elektr. Kom­po­nen­ten und Systemen

Das IMMS Insti­tut für Mikro­elek­tro­nik- und Mecha­tro­nik-Sys­teme gemein­nüt­zige GmbH (IMMS GmbH) stellt vom 18. – 21.11.2019 auf der MEDICA in Düs­sel­dorf auf dem vom med­ways e.V. orga­ni­sier­ten Thü­rin­ger Gemein­schafts­stand in Halle 15/L29 aktu­elle For­schungs- und Ent­wick­lungs­er­geb­nisse für die Bio­ana­ly­tik vor. Die prä­sen­tier­ten Lösun­gen rei­chen von einem RFID-Trans­pon­der-Chip zum fle­xi­blen und bat­te­rie­lo­sen Betrieb von Bio­sen­so­ren über ein mikro­elek­tro­ni­sches Kon­takt-Bild­sen­sor­sys­tem für die In-vitro-Dia­gnos­tik von Brust­krebs hin zu einem kom­pak­ten mobi­len Ultra­schall­prüf­ge­rät mit Smart­phone-ähn­li­cher Benut­zer­schnitt­stelle. Anhand die­ser und ande­rer Bei­spiele zeigt das IMMS das Poten­tial von Koope­ra­tio­nen auf, in denen das IMMS Anwen­dun­gen von Part­nern durch die Erfor­schung und Ent­wick­lung elek­tro­ni­scher Kom­po­nen­ten und Sys­teme vor­an­bringt und eine Beglei­tung von der Mach­bar­keits­stu­die bis zur Seri­en­reife bietet.

Bei­spiel­ent­wick­lung:  RFID-Trans­pon­der-Chip zum fle­xi­blen und bat­te­rie­lo­sen Betrieb von Biosensoren

Am IMMS wurde ein RFID-Trans­pon­der-Chip ent­wi­ckelt, der Mess­da­ten über ange­schlos­sene Ein­zel­sen­so­ren mit Stan­dard­schnitt­stel­len erfasst und berüh­rungs­frei an eine NFC-fähige RFID-Aus­le­se­ein­heit sen­det, wie z.B. ein NFC-fähi­ges Smart­phone. Der Chip ver­sorgt die Sen­so­ren mit Ener­gie vom Lese­ge­rät, sodass Bat­te­rien auf der Trans­pon­der-Seite nicht not­wen­dig sind. Zum Aus­le­sen der Mess­da­ten hat das IMMS eine App für Android-Smart­phones ent­wi­ckelt. Für Demons­tra­ti­ons­zwe­cke wurde ein Sen­sor­trans­pon­der zum Aus­le­sen von Umge­bungs­tem­pe­ra­tur, ‑feuchte und ‑druck imple­men­tiert. Neben bio­ana­ly­ti­schen sind viel­fäl­tige andere Sen­sor-Anwen­dungs­sze­na­rien möglich.

Bei­spiel­ent­wick­lung: Mikro­elek­tro­ni­sches Kon­takt-Bild­sen­sor­sys­tem für die In-vitro-Dia­gnos­tik von Brustkrebs

Um Typen und Sta­dien von Brust­krebs für ziel­ge­naue The­ra­pien zu dif­fe­ren­zie­ren, wird bis­lang bei nicht­ein­deu­ti­gem Befund eine wei­tere Ana­lyse vor­ge­nom­men, was Zeit­ver­zug und hohe Kos­ten ver­ur­sacht. Mit dem vom IMMS ent­wi­ckel­ten opto­elek­tro­ni­schen Test­sys­tem unter­sucht der Part­ner Oncom­pass Medi­cine Hun­gary Ltd. Zell­pro­ben, um künf­tig Brust­krebs bereits mit einem ein­stu­fi­gen Ver­fah­ren genau klas­si­fi­zie­ren zu können.

Bei­spiel­ent­wick­lung: Kom­pak­tes mobi­les Ultra­schall­prüf­ge­rät mit Smart­phone-ähn­li­cher Benutzerschnittstelle

Nicht nur in der Medi­zin, auch in der Indus­trie wird Ultra­schall zu Dia­gno­se­zwe­cken ein­ge­setzt. Mit der SONOTEC Ultra­schall­sen­so­rik Halle GmbH hat das IMMS ein neu­ar­ti­ges Ultra­schall­prüf­ge­rät auf digi­ta­ler Basis für Indus­trie­an­wen­dun­gen ent­wi­ckelt. Das trag­bare Hand­ge­rät mit Fünf-Zoll-Touch­screen ver­bin­det neu­ar­tige Mess­tech­nik, die Ultra­schall­wel­len in einem brei­ten Fre­quenz­be­reich von 20 bis 100 kHz erfasst, inno­va­tive Luft- und Kör­per­schall­sen­so­rik sowie intel­li­gente und intui­tiv bedien­bare Apps. Das IMMS hat die digi­ta­len Kom­po­nen­ten der Hard­ware ent­wi­ckelt sowie Algo­rith­men, um Mess­werte hör­bar zu machen, das Android-Betriebs­sys­tem ange­passt und SONOTEC bei der Über­füh­rung des Gerä­tes in die Seri­en­fer­ti­gung unter­stützt. Auf der MEDICA wird die­ses mobile Sys­tem auf­zei­gen, wie sich auch bio­ana­ly­ti­sche Anwen­dun­gen gemein­sam mit Part­nern als Kom­plett­lö­sung aus­ge­stal­ten lassen.

Fokus des IMMS im Bereich Life Sciences

Der Schwer­punkt des IMMS im Bereich Life Sci­en­ces liegt in der Erfor­schung und Ent­wick­lung von anwen­dungs­spe­zi­fi­schen inte­grier­ten elek­tro­ni­schen Schalt­krei­sen (ASICs) und Sen­sor­sys­te­men für die quan­ti­ta­tive Vor-Ort- und In-vitro-Dia­gnos­tik sowie für the­ra­pie­be­glei­ten­des Moni­to­ring. Die neuen Sys­teme wer­den künf­tig schnelle, zuver­läs­sige, kos­ten­ef­fi­zi­ente und auto­ma­ti­sierte Point-of-Care-Tests u.a. für die Krebs­früh­erken­nung ermög­li­chen. Hier­für baut das IMMS auf sei­nen mul­ti­pa­ra­me­tri­schen Platt­for­men und auf kos­ten­güns­ti­gen Stan­dard-Fer­ti­gungs­pro­zes­sen aus der Halb­lei­ter-Elek­tro­nik (CMOS) auf. Die For­schung des IMMS kon­zen­triert sich u.a. dar­auf, ver­schie­dene Detek­ti­ons­prin­zi­pien für bio­lo­gi­sche und che­mi­sche Grö­ßen in einem elek­tro­ni­schen Sen­sor­ele­ment zu inte­grie­ren. Das IMMS arbei­tet eng mit sei­nen Life-Sci­ence-Part­nern zusam­men, um die Sys­teme gemein­sam auf die Appli­ka­tion anzu­pas­sen, bei­spiels­weise durch spe­zi­elle Ober­flä­chen-Funk­tio­na­li­sie­run­gen, bio­kom­pa­ti­ble Mate­ria­lien und Packaging-Lösungen.

For­schung und Ent­wick­lung des IMMS für Komplettlösungen

Das IMMS ent­wi­ckelt Lösun­gen für raue Bedin­gun­gen sowie höchste Prä­zi­sion und rea­li­siert ener­gie­ef­fi­zi­ente, robuste elek­tro­ni­sche ein­ge­bet­tete Sen­sor- und Aktor­sys­teme. Diese kön­nen bei­spiels­weise über Jahre Daten erfas­sen, ver­ar­bei­ten und ver­schi­cken. Dafür setzt das IMMS sein Know-how in den Berei­chen Schnitt­stel­len, ener­gie­ef­fi­zi­en­tes Design, Betriebs­sys­tem­un­ter­stüt­zung und Appli­ka­ti­ons­ent­wick­lung ein. Das IMMS bie­tet Kom­plett­lö­sun­gen inklu­sive der Ent­wick­lung von ein­ge­bet­te­ten Hard­ware/­Soft­ware-Platt­for­men und von Sen­sor­si­gnal­ver­ar­bei­tungs-Sys­te­men mit hoher Ver­ar­bei­tungs­leis­tung, der Opti­mie­rung von Open-Source-Soft­ware und Betriebs­sys­te­men sowie der Ein­bin­dung in IT-Infra­struk­tu­ren oder Cloudlösungen.

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