Forschungsgebiete der Arbeitsgruppe Lieberzeit

Die Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe für Chemische Sensorik und Schnellanalytik unter der Leitung von Peter Lieberzeit stützen sich vor allem auf intermolekulare Wechselwirkungen: ihr Hauptziel ist es bioanaloge Erkennung und (synthetische) Materialien zu vereinen und für die Analytik nutzbar zu machen. Dazu dienen vor Allem die folgenden Herangehensweisen:

  • Die Synthese sogenannter molekular geprägter Polymere (englisch: „Molecularly Imprinted Polymers – MIP“) ermöglicht die Herstellung hochselektiver Materialen, die Spezies im Größenbereich von sub-nm bis µm binden können. Derzeit fokussieren sich die meisten Arbeiten auf biologische Spezies, wie zB Proteine, Viren und Bakterien, sowie auf künstliche Nanopartikel.
  • Synthese selbstorganisierter Monoschichten und damit selektiver Oberflächen. Momentan fokussiert sich dieser Teil der Arbeit auf die Wechselwirkung von Nukleinsäuren mit Analyten. Dies umfasst sowohl die Schnellanalytik von Amplifikationsreaktionen, als auch Aptamere.
  • Synthese molekular geprägter Mikropartikel, die als selektive Filter für Biopartikel dienen können.

Die Arbeiten verfolgen dabei zwei Ziele: Erstens geht es darum realistisch nutzbare Sensorsysteme zu realisieren. „Realistisch“ heißt in diesem Fall, dass sich die Gruppe Messaufgaben widmet, die für Industriepartner im In- und Ausland potentiell interessant sind. Daher war und ist sie Teil von Projektkonsortien, die starke Industriepartner beinhalten. Das ermöglicht es die Systeme unter tatsächlichen Anwendungsbedingungen zu testen. Zweitens, sollen die Arbeiten helfen die Bindung zwischen einem Analyten und der entsprechenden Sensorschicht besser zu verstehen. Eine Möglichkeit dafür ist die Charakterisierung der entsprechenden Dünnfilme und Partikel mittels Spektrometrie, Rasterkraftmikroskopie, Elektronenmikroskopie und anderen.
In Sachen Messtechnik erarbeitete sich die Gruppe einen weltweiten Ruf im Bereich massensensitiver Messungen, hauptsächlich mit Quarzmikrowaagen (englisch: „quartz crystal microbalance“ – QCM). Diese werden vor Ort hergestellt, was maximale Flexibilität der fertigen Sensorsysteme ermöglicht. Andere Transducerprinzipien ergänzen die Aktivitäten: diese umfassen hauptsächlich Oberflächenplasmonenresonanz (SPR), oberflächenverstärkte Ramanspektroskopie (SERS) und Impedanzmessungen.