Entwicklung, Integration und Evaluation einer elektro-chemischen Biosensor-Einheit für Bioreaktoren

Organische Wachstumsprozesse finden in hermetisch abgeriegelten Containments statt, um die Gefahr einer Kontamination so gering wie möglich zu halten. Zur Überwachung solcher Prozesse sollen Sensorplattformen eingesetzt werden. Neben einer Recheneinheit und einer Energieversorgung stellen die Sensoren, für eine Vielzahl von chemischen Messgrößen, eine Schlüsselkomponente dieser Plattformen dar. Typische Beispiele von Messgrößen in diesem Umfeld sind die Sauerstoffkonzentration (pO2), der pH-, Glukose- und Laktat-Wert.

Damit entsprechende Sensoren von einer Recheneinheit angesteuert und ausgelesen werden können, müssen elektrische Messsignale mit Hilfe einer Messumformerschaltung und einem Analog-Digital-Übersetzer in einen digitalen Messwert umgeformt werden. Der Aufbau solcher Schaltungen auf einer Leiterplatte hat dabei eine hohe Komplexität und erfordert ein hoch-qualitatives Design, da Messgrößen im Bereich von femto-Ampere verstärkt werden müssen.