TY - CHAP A1 - Hausler, Peter A1 - Roth, Carina A1 - Vitzthumecker, Thomas A1 - Bierl, Rudolf ED - Ribeiro, Paulo ED - Raposo, Maria T1 - Miniaturized Surface Plasmon Resonance Based Sensor Systems BT - Opportunities and Challenges T2 - Optics, Photonics and Laser Technology 2018 N2 - Surface Plasmon Resonance (SPR) is a well-known and established technology in bioanalysis and pharmaceutical sciences. Due to the expensive instrumentation and the need of trained people, it is mainly limited to applications in laboratories. However, there are some areas like environmental monitoring, chemical processing and civil infrastructure, which urgently need new sensor technologies. SPR has the potential to serve these fields. In order to be qualified for a use in these areas SPR has to overcome some hurdles. The instrumentation has to be robust, small in size and cheap. A device, which fits these needs, will be a micro-opto-electro-mechanical system (MOEMS) with integrated intelligent algorithms. In this book chapter, examples of miniaturized SPR devices are introduced, the limitations which have to be overcome as well as the possibilities for future applications are proposed. Due to the manifold advantages of this technology and the dropping prices for imaging sensors, Surface Plasmon Resonance imaging (SPRi) might become one of the leading technologies for SPR smart sensor systems. Y1 - 2019 SN - 978-3-030-30112-5 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-30113-2_8 SP - 169 EP - 195 PB - Springer Nature CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Hausler, Peter A1 - Genslein, Christa A1 - Roth, Carina A1 - Hirsch, Thomas A1 - Bierl, Rudolf T1 - Mikro-Opto-Elektro-Mechanisches Sensorsystem zur Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie T2 - MikroSystemTechnik Kongress 2017 : MEMS, Mikroelektronik, Systeme 23.-25. Oktober 2017 in München N2 - Gezeigt wird die Miniaturisierung eines Messsystems für Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (SPR), einer markierungs-, sowie zerstörungsfreien als auch hoch sensitiven Technologie. Aufgrund der hohen Kosten klassischer SPR-Geräte wird sie bisher jedoch vornehmlich in der Bio- und Medizintechnik eingesetzt. Das Messprinzip ermöglicht die Erfassung von Brechungsindexänderungen nahe einer Oberfläche. Der Transfer dieser Technologie von Laborgeräten hin zu einem miniaturisierten Sensorsystem senkt die Kosten, macht das System robuster und ermöglicht so ein wesentlich breiteres Anwendungsspektrum. Ein sehr vielversprechendes Merkmal des hier vorgestellten Systems ist die Möglichkeit den SPR-Effekt winkelabhängig zur Lichtquelle ohne bewegliche Bauteile zu verfolgen. The miniaturization of Surface Plasmon Resonance (SPR) technology, which mainly finds its applications in pharmaceutical screening and biotechnology so far, is described. SPR spectroscopy is a label-free, non destructive and highly sensitive measurement principle which is capable of detecting changes in the refractive index in striking distance to a gold surface. A transfer of this technology to a miniaturized sensor will broaden the range of possible applications. A promising feature which is included in the miniaturized system is the angle-dependent recording of the SPR signals without moving parts. KW - Bewegungselement KW - Biotechnik KW - Brechungsindex KW - Goldoberfläche KW - Laborgerät KW - Lichtquelle KW - Medizintechnik KW - Messprinzip KW - Messsystem KW - Miniaturisierung KW - Oberflächenplasmon KW - Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie KW - pharmazeutisches Screening KW - Sensorsystem KW - Spektroskopie Y1 - 2017 SN - 978-3-8007-4491-6 IS - CD-ROM SP - 645 EP - 647 PB - VDE-Verlag CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Roth, Carina A1 - Hausler, Peter A1 - Bierl, Rudolf T1 - Einbindung eines CMOS-Detektors in einen hochintegrierten SPR-Sensor T2 - 5. Landshuter Symposium Mikrosystemtechnik, März 2016 Y1 - 2016 SN - 78-3-9812696-9-7 SP - 200 EP - 205 PB - Fachhochschule Landshut CY - Landshut ER - TY - GEN A1 - Hausler, Peter A1 - Roth, Carina A1 - Vitzthumecker, Thomas A1 - Fischer, Johannes A1 - Bierl, Rudolf T1 - Motionless SPR-angle scan with a miniaturized device T2 - Europtrode XIV, Naples, 25-28 March 2018 Y1 - 2018 ER - TY - CHAP A1 - Hausler, Peter A1 - Genslein, Christa A1 - Roth, Carina A1 - Vitzthumecker, Thomas A1 - Hirsch, Thomas A1 - Bierl, Rudolf T1 - Miniaturized Surface Plasmon Resonance based Sensor System T2 - Proceedings of the 6th International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology - PHOTOPTICS, Funchal, Madeira, Portugal N2 - We describe the miniaturization of the Surface Plasmon Resonance (SPR) technology which mainly finds its applications in pharmaceutical screening and biotechnology so far. SPR spectroscopy is a label-free, non-destructive and highly sensitive measurement principle detecting changes in the refractive index in striking distance to a gold surface. A transfer of this technology to a miniaturized sensor will broaden the range of possible applications. A promising feature which is included in the miniaturized system is the angle-dependent recording of the SPR signals without moving parts. Commercial SPR assays are mainly working with a small number of sensing spots. In contrast, the SPR imaging system shown here will allow to use an array of many sensing spots. In combination with chemical receptors designed as an artificial nose, the simultaneous detection of many analytes is envisioned for future applications. KW - Surface Plasmon Resonance Spectroscopy KW - Sensor KW - SPR-imaging KW - Miniaturization KW - Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems Y1 - 2018 SN - 978-989-758-286-8 U6 - https://doi.org/10.5220/0006555400630066 SP - 63 EP - 66 PB - SciTePress ER - TY - CHAP A1 - Holler, Sven A1 - Hausler, Peter A1 - Roth, Carina A1 - Bierl, Rudolf T1 - Gestapelte Au-Al-Au und Au-Ag-Au Schichten als aktive Schichten für die Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie T2 - 5. Landshuter Symposium Mikrosystemtechnik, März 2016 Y1 - 2016 SN - 978-3-9812696-9-7 SP - 192 EP - 198 PB - Fachhochschule Landshut CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Roth, Carina A1 - Hausler, Peter A1 - Bierl, Rudolf T1 - Einbindung eines 2D-Photodetektors in einen hochintegrierten SPR-Imaging-Sensor T2 - 118. Jahrestagung der deutschen Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO), 6.-10. Juni 2017, Dresden N2 - Mit der Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (SPR) können Brechungsindexänderungen eines Analyten von bis zu 10-6 RIU detektiert werden. Das SPR-Imaging bietet heute gegenüber der konventionellen SPR-Analyse die Möglichkeit, mehrere einzelne Messungen parallel durchführen zu können. Mit Hilfe eines zweidimensionalen Sensorchips und einer leistungsfähigen Boardlevelkamera können die Abbildungen des Chips direkt an einen Rechner übertragen und dort verarbeitet werden. Aufgrund unterschiedlicher Winkelstellungen und der Geometrie des Aufbaus entstehen Stauchungen und Streckungen des abgebildeten Sensorchips, die mit verschiedenen Ansätzen aus der Bildverarbeitung ausgeglichen werden, um die Bilder miteinander vergleichen zu können. Zudem wird die Güte der Referenz- und Messbereiche des Chips bestimmt. Diese Algorithmen sind nur möglich aufgrund der heutigen, leistungsfähigen Rechner und der immer größer werdenden Durchsatzraten der Kameras. Dabei kommt in dieser Anwendung der relativ neue Kamerastandard USB3 Vision zum Einsatz. Dieser zeichnet sich zusätzlich durch das Plug and Play und seinen Standardstecker, der an (fast) jedem Rechner vorhanden ist, aus. KW - Bildverarbeitung KW - Messtechnik KW - Optische Informationsverarbeitung Y1 - 2017 ER - TY - CHAP A1 - Hausler, Peter A1 - Roth, Carina A1 - Aumer, F. A1 - Vitzthumecker, Thomas A1 - Genslein, Christa A1 - Hirsch, Thomas A1 - Bierl, Rudolf T1 - Miniaturisiertes Sensorsystem zur Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie T2 - 118. Jahrestagung der deutschen Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO), 6.-10. Juni 2017, Dresden N2 - Die Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie (SPR) wird aufgrund ihrer Vorzüge der zerstörungs- und markierungsfreien Messung, sowie der hohen Sensitivität sehr erfolgreich im Labormaßstab eingesetzt. Aufgrund der hohen Kosten geschieht dies bislang hauptsächlich in der Bioanalytik und dem Wirkstoffscreening. Gezeigt wird ein Ansatz, mit dem diese Technologie auf ein ultrakompaktes, kostengünstiges Sensorsystem übertragen wird, welches in der Lage ist, hoch-sensitiv Änderungen im Brechungsindex von 10-6 Einheiten (RIU) zu detektieren. Für Wasser bewirkt eine Temperaturschwankung von 1 K bereits eine Änderung von 1 mRIU. Daher wird durch ein integriertes Referenzsystem, sowie die Miniaturisierung erreicht, dass das System gegenüber Temperaturschwankungen, weitestgehend stabil ist. In dem MOEMS wird anstatt der konventionellen 1-Punkt bzw. 2-Punkt Messung ein bildgebendes Verfahren angewendet. Die Sensorfläche von 15 x 15 mm wird dabei mit einem handelsüblichen 4 Mio. Pixel CMOS Sensor ausgewertet. Um verlässliche Datenpunkte zu erhalten benötigt man eine Fläche von 10 x 10 Pixel. Demzufolge können auf dem Sensor theoretisch bis zu 40.000 Sensorspots parallel ausgewertet werden. KW - Messtechnik KW - Optische Systeme KW - Spektroskopie Y1 - 2017 ER - TY - JOUR A1 - Weber, Karsten A1 - Dendorfer, Sebastian A1 - Süß, Franz A1 - Kubowitsch, Simone A1 - Schratzenstaller, Thomas A1 - Haug, Sonja A1 - Mohr, Christa A1 - Kiesl, Hans A1 - Drechsler, Jörg A1 - Westner, Markus A1 - Kobus, Jörn A1 - Schubert, Martin J. W. A1 - Zenger, Stefan A1 - Pietsch, Alexander A1 - Weiß, Josef A1 - Hinterseer, Sebastian A1 - Schieck, Roland A1 - Scherzinger, Stefanie A1 - Klettke, Meike A1 - Ringlstetter, Andreas A1 - Störl, Uta A1 - Bissyandé, Tegawendé F. A1 - Seeburger, Achim A1 - Schindler, Timo A1 - Ramsauer, Ralf A1 - Kiszka, Jan A1 - Kölbl, Andreas A1 - Lohmann, Daniel A1 - Mauerer, Wolfgang A1 - Maier, Johannes A1 - Scorna, Ulrike A1 - Palm, Christoph A1 - Soska, Alexander A1 - Mottok, Jürgen A1 - Ellermeier, Andreas A1 - Vögele, Daniel A1 - Hierl, Stefan A1 - Briem, Ulrich A1 - Buschmann, Knut A1 - Ehrlich, Ingo A1 - Pongratz, Christian A1 - Pielmeier, Benjamin A1 - Tyroller, Quirin A1 - Monkman, Gareth J. A1 - Gut, Franz A1 - Roth, Carina A1 - Hausler, Peter A1 - Bierl, Rudolf A1 - Prommesberger, Christian A1 - Ławrowski, Robert Damian A1 - Langer, Christoph A1 - Schreiner, Rupert A1 - Huang, Yifeng A1 - She, Juncong A1 - Ottl, Andreas A1 - Rieger, Walter A1 - Kraml, Agnes A1 - Poxleitner, Thomas A1 - Hofer, Simon A1 - Heisterkamp, Benjamin A1 - Lerch, Maximilian A1 - Sammer, Nike A1 - Golde, Olivia A1 - Wellnitz, Felix A1 - Schmid, Sandra A1 - Muntschick, Claudia A1 - Kusterle, Wolfgang A1 - Paric, Ivan A1 - Brückl, Oliver A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Schmidt, Ottfried A1 - Schwanzer, Peter A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Sterner, Michael A1 - Bauer, Franz A1 - Steinmann, Sven A1 - Eckert, Fabian A1 - Hofrichter, Andreas ED - Baier, Wolfgang T1 - Forschungsbericht 2017 T3 - Forschungsberichte der OTH Regensburg - 2017 KW - Forschung KW - Forschungsbericht Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-13835 SN - 978-3-9818209-3-5 CY - Regensburg ER - TY - CHAP A1 - Hausler, Peter A1 - Jobst, Simon A1 - Fischer, Johannes A1 - Roth, Carina A1 - Bierl, Rudolf T1 - Homogeneous Light Source for Surface Plasmon Resonance Imaging T2 - PHOTOPTICS 2020: proceedings of the 8th International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology, Valletta, Malta, February 27-29, 2020 N2 - We describe how to build a homogeneous light source for Surface Plasmon Resonance Imaging (SPRi) which mainly finds its applications in pharmaceutical screening and biotechnology so far. SPR spectroscopy is a label-free, non-destructive and highly sensitive measurement principle for detecting changes in the refractive index in close vicinity of a gold surface. A transfer of this technology to a miniaturized sensor will broaden the range of possible applications. Commercial SPR assays are mainly working with a small number of sensing spots. In contrast, the SPR imaging system shown here will allow the use of an array of many sensing spots. In combination with chemical receptors designed as an artificial nose or an electronic tongue, the simultaneous detection of many analytes is envisioned. So far, lasers or other inhomogeneous light sources were used to illuminate the sensing surface, which is decreasing the systems sensitivity. We show a compact ( 300mm2) homogeneous top hat profile. The combination of a high bit-resolution camera with our new light source enables a reflectivity based surface plasmon resonance imaging system with a high refractive index unit (RIU) resolution. KW - Surface Plasmon Resonance Spectroscopy KW - Sensor KW - SPR-imaging KW - Miniaturization KW - Micro-opto-electro-mechanical Systems Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.5220/0009168701630167 SP - 163 EP - 167 PB - SCITEPRESS - Science and Technology Publications ER -