Funktionalisierung von laserinduzierten Festkörpernanoporen mithilfe von gepulsten Plasmaprozessen zur Detektion und zur Analyse der Wechselwirkung von kurzkettiger mRNA mit der Festkörpernanoporenoberfläche
Beispiel eines möglichen Niederdruck‐Plasmas zur Funktionalisierung von Nanoporen
Beschreibung
Motivation
Das Projekt hat das Ziel, laserinduzierte Festkörpernanoporen mithilfe gepulster Plasmaprozesse, insbesondere der plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD), funktional zu modifizieren. Dadurch sollen sowohl die Detektion als auch die Analyse kurzkettiger mRNA ermöglicht und ihre Wechselwirkungen mit der Nanoporenoberfläche untersucht werden. Mit PECVD lassen sich nanometergenaue Schichten abscheiden, die die Porengröße präzise verkleinern, ohne die strukturelle Integrität der Nanoporen zu beeinträchtigen. Gleichzeitig wird durch die gezielte chemische Funktionalisierung der Oberflächenchemie, beispielsweise durch Ladungsmodifikationen oder die Einstellung der Hydrophilie, eine Verlängerung der Translokationszeit der mRNA erzielt.
Ziele und Vorgehen
Durch die Kombination dieser Ansätze können physikalische und chemische Eigenschaften der Nanoporen optimal angepasst werden, was eine deutliche Verbesserung der Sensitivität und Spezifität der mRNA‐Analyse bewirkt. Diese Innovation basiert auf der einzigartigen Integration von gepulsten PECVD‐Prozessen, die eine flexible Auswahl und chemische Aktivierung verschiedener Präkursoren ermöglichen. Dadurch entstehen nanostrukturierte Schichten mit maßgeschneiderten Eigenschaften, die eine bisher unerreichte Anpassungsfähigkeit für spezifische Anwendungen bieten.
Innovation und Perspektiven
Die Methode eröffnet neue Möglichkeiten, die Wechselwirkungen zwischen mRNA und Nanoporen zu untersuchen, und hebt die Nachweisgrenze und Analyseeffizienz auf ein neues Niveau. Ein zentrales Anwendungsgebiet ist die Entwicklung von Point‐of‐Care‐Diagnosegeräten, beispielsweise zur Tumorklassifizierung anhand mRNA‐Biomarkern. Diese Technologie ermöglicht eine mobile, schnelle und kosteneffiziente Analyse und trägt so wesentlich zur Weiterentwicklung der personalisierten Medizin bei.
