Die Vorlesung „Einführung in die Bioelektronik“ findet jedes Sommersemester an der TU Berlin statt. Biotechnologen werden in die Grundlagen der Mikroelektronik eingeführt, die anhand von Anwendungsbeispielen aus Biologie und Medizin wie z.B. Membranpotential, EKG, Neurostimulation etc. veranschaulicht werden. Darüber hinaus finden Übungen statt, die die Lösung von internetbasierten Aufgaben und das Erlernen wichtiger EDV-Tools beinhalten. Letztere werden in einer wöchentlichen Übungsgruppe trainiert (z.B. CAD). Am Ende des Kurses können die Teilnehmer ein bioelektronisches System ihrer Wahl vorschlagen oder aus der Literatur auswählen, um es in einer Semesterarbeit mit den erlernten Methoden neu zu entwerfen und so die erlernten Techniken im eigenen Projekt anzuwenden. → zur Modulbeschreibung ohne / mit Semesterarbeit

Am Ende eines jeden Semesters findet ein Praktikum in Bioelektronik statt. In einem Zeitraum von zwei Wochen werden vier Experimente zu den Themen EKG, Enzymsensor, Impedanzzellsensor und mikrofluidische Zellseparation durchgeführt. Dabei lernen die Studierenden den Umgang mit einfachen elektronischen Geräten, 3D-Druckern, mikrofluidischen Pumpen und modernen Mess- und Regelsystemen auf Basis von Einplatinencomputern wie Arduino und Raspberry Pi. Ein ausführliches Skript dient als gründliche Vorbereitung. → Modulbeschreibung

Aufgrund des zunehmenden Interesses an Projektarbeiten werden im Rahmen der Lehrmodule Vertiefungsmodul Biotechnologie FG BVT und Angewandete Biotechnologie aus Sicht der Bioverfahrenstechnik immer mehr praktische Kurse zur Bioelektronik angeboten.

Für diejenigen, die sich für eine Bachelor- oder Masterarbeit interessieren, führen wir ausführliche Gespräche über ihre bisherigen Arbeiten und Interessen, um ihre Stärken und Bereiche zu identifizieren, in denen sie ihr Potenzial weiter entwickeln können. Die zuletzt begonnenen Arbeiten lagen in den Bereichen Zellseparation von Mikroalgen, sensorische Analyse von Metaboliten, Zelldichtemessung in Screeningverfahren, etc. → Modulbeschreibung

Master- und Bachelorarbeiten können im Joint Lab Bioelectronics in den unter "Forschung" aufgeführten Bereichen durchgeführt werden. Sprechen Sie uns einfach an, wenn Sie Interesse haben. In einem Gespräch werden wir gemeinsam ein geeignetes Thema entwickeln, das entweder für ein laufendes Forschungsprojekt bearbeitet werden muss oder das zu Ihren Stärken und Schwächen passt. In der folgenden Liste sind - ohne Anspruch auf Vollständigkeit - einige mögliche Themen aufgeführt.

Die Ausschreibungen richten sich an Studierende der Biotechnologie oder anderer Lebenswissenschaften. Aufgrund unserer Kooperation mit der Fakultät IV können sich auch interessierte Studierende der Elektronik und Informatik bewerben.

Elektrische Zellseparation in mikrofluidischen Kanälen. Der grundlegende Effekt ist die Dielektrophorese. Für Biowissenschaftler stellt sich die Frage nach der Anwendbarkeit auf Mikroalgen und andere zu untersuchende Mikroorganismen. Aus Sicht der Elektronik und Informatik ist dagegen von Interesse, wie die elektrischen Zelleigenschaften bestimmt werden können oder wie der Trenneffekt mit Methoden des maschinellen Lernens optimiert werden kann.

Inline-Prozess-Sensoren. Für das Labor der Zukunft am FGBVT werden Mikrosensoren entwickelt und getestet, die den Bioprozess in Mikrotiterplatten oder Minibioreaktoren überwachen. Dazu gehören Sensoren für die Überwachung von Biomasse sowie von Metaboliten. Zur Messung der Biomasse oder der Zelldichte wird das Prinzip der Impedanzmessung verwendet. Für Metaboliten wie Glukose verwenden wir spezielle Rezeptor-Assays wie ConcanavalinA-Dextran.

Datenschutz für medizinische Implantate. Chemische Sensoren, z. B. für Glukose, stehen kurz davor, als Vollimplantate in der medizinischen Diagnostik eingesetzt zu werden. Damit eröffnen sich völlig neue Perspektiven für die Therapie schwieriger Krankheiten wie Diabetes. Doch wie steht es um die Privatsphäre der gewonnenen Daten? Wie sind die technischen Systeme zu gestalten, damit sie die strengen Anforderungen der im vergangenen Jahr in Kraft getretenen DSGVO erfüllen? Diese Fragen wurden in der Vortragsreihe "Internet und Datenschutz" diskutiert und es sollen Lösungsansätze untersucht werden, die sich am Entwicklungsstand von Fitness-Trackern orientieren.

Elektrisch angetriebene Lyse von Zellen. In der Nukleinsäurediagnostik müssen die zu untersuchenden Nukleotidstränge zunächst aus den Zellen isoliert werden. Während Detektion und Sequenzierung inzwischen miniaturisiert sind, ist dies bei der Lyse noch nicht der Fall. Ziel der Arbeiten ist es, ein chipbasiertes System zu bauen, mit dem der Lyseprozess effizient betrieben werden kann. Am FG Sensorik und Aktuatorik soll ein elektronisches System auf der Basis handelsüblicher Komponenten entworfen und gebaut werden, das einen "passiven" Chip mit Au- oder TiN-Elektroden steuert. Bei FG BVT wird das System getestet und Protokolle für verschiedene Zelltypen untersucht, um maximalen Durchsatz und Effizienz zu erreichen.