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Metaoberflächen‐basierte molekulare Biosensorik unterstützt von künstlicher Intelligenz
Author(s) -
Tittl Andreas,
JohnHerpin Aurelian,
Leitis Aleksandrs,
Arvelo Eduardo R.,
Altug Hatice
Publication year - 2019
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.201901443
Subject(s) - physics , philosophy
Techniken der molekularen Absorptionsspektroskopie liefern einzigartige Informationen über die innere Zusammensetzung biologischer Materie, indem sie die charakteristischen Infrarot‐Vibrationsbanden der beteiligten Moleküle detektieren. Durch den Einsatz von nanophotonischen Antennen und Metaoberflächen lässt sich einfallendes Licht auf der Nanoskala bündeln, was zu starker Licht‐Materie‐Wechselwirkung führt und es erlaubt, dieses Sensorkonzept bis hin zur Detektion weniger Moleküle auszudehnen. In diesem Kurzaufsatz werden wir neuartige Metaoberflächen‐basierte Ansätze der molekularen Biosensorik vorstellen und mit traditionellen Konzepten vergleichen. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der kürzlich eingeführten Kombination von dielektrischen Metaoberflächen mit bildgebender Detektion, sowie auf dem Potential von künstlicher Intelligenz für das Design nanophotonischer Sensoren und die Datenanalyse. Solche Methoden erlauben die Messung molekularer Signaturen ohne Verwendung klassischer IR‐Spektrometer oder durchstimmbarer Laserquellen und stellen somit einen Durchbruch für miniaturisierte Sensoren in der Umweltanalytik und der patientennahen Labordiagnostik dar.