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Schwerpunktprogramm ,,Elektromagnetische Sensoren für Life Sciences (ESSENCE)" (SPP 1857)
Termin:
13.03.2018
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im Januar 2014 die Einrichtung des Schwerpunktprogramms ,,Elektromagnetische Sensoren für Life Sciences: Neuartige Sensorkonzepte und Technologien für biomedizinische Analytik und Diagnostik, Prozess- und Umweltmonitoring (ESSENCE)" (SPP 1857) beschlossen. Als Laufzeit sind sechs Jahre vorgesehen, bestehend aus zwei dreijährigen Förderperioden. Die DFG lädt hiermit ein zur Antragstellung für die zweite dreijährige Förderperiode.

Die Leitidee des Schwerpunktprogramms ist die Etablierung interdisziplinärer Forschung auf dem Gebiet elektromagnetischer Sensoren - deren Messprinzip auf der Wechselwirkung zwischen den elektromagnetischen Feldern der Sensoren und den zu untersuchenden oder nachzuweisenden Biomolekülen, Zellen, biologischem Gewebe oder Stoffgemischen basiert - mit Fokus auf die obigen Anwendungsfelder in den Lebenswissenschaften. Neben den möglichen praktischen Einsatzfeldern in der Medizin, Biologie, Pharmakologie, Lebensmittelchemie, Agrartechnik und Umweltanalytik/Umweltmonitoring, die sich beispielsweise vom klinischen Bereich über Point-of-Care-Anwendungen bis hin zur Labor- und Freifelddiagnostik erstrecken, ist auch die Grundlagenforschung von besonderem Interesse, zum Beispiel in der Molekularbiologie und Toxikologie. Die gesellschaftliche Relevanz dieser Thematik ergibt sich aus dem großen Potenzial zur unmittelbaren Verbesserung der Lebensqualität, unter anderem durch schnellere, exaktere und einfacher anzuwendende Analyse- und Diagnoseformen und darüber hinaus durch Möglichkeiten für neue Therapien.

Wissenschaftliches Ziel und Aufgabe ist die grundlegende interdisziplinäre Erforschung neuartiger Prinzipien, Konzepte und Technologien elektromagnetischer Sensoren im Mikrowellen-, Millimeterwellen- und Terahertz-Bereich (300 Megahertz bis 10 Terahertz). Diese zu untersuchenden Sensorklassen reichen von einzelnen, dedizierten Sensoren über Sensorarrays bis hin zu komplexen Multifunktionssensoren, teilweise in Kombination mit neuartigen zugeschnittenen Oberflächenfunktionalisierungen für elektromagnetische ,,Transducer" im oben genannten Frequenzbereich. Dies umfasst beispielsweise neue Forschungsansätze für Sensoren zum Nachweis und der Beobachtung spezifischer Moleküle sowohl organischer als auch anorganischer Natur. Weiterhin ist die messtechnische Beobachtung von vereinzelten Zellen und Zellkulturen von hoher Relevanz, zum Beispiel in Biofilmen sowie (human-)biologischen und medizinischen Versuchsreihen, wie sie sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der angewandten Analyse und Diagnostik und dem Pflanzenschutz üblich sind. Zuletzt dienen die Sensoren der Charakterisierung großer Zellverbände und Gewebe zum Beispiel zur Krebsvorsorge und -behandlung, mobiler medizinischer Vorortversorgung oder vielfältiger minimalinvasiver Diagnoseverfahren im klinischen Bereich.
Im Rahmen dieses Schwerpunktprogramms sollen daher insbesondere wissenschaftliche Projekte mit Forschungsansätzen auf dem Gebiet elektromagnetischer Sensoren im Mikrowellen-, Millimeterwellen- und Terahertz-Bereich gefördert werden, die eine Kombination mehrerer der nachfolgenden Themenbereiche einschließen:
o Dedizierte Sensorstrukturen mit optimierter Selektivität und Sensitivität
o Nicht invasive beziehungsweise minimalinvasive Sensoren zur Diagnostik
o Elektromagnetische, sensorgestützte Behandlungsmethoden in der Medizin
o In- und ex-vivo-Charakterisierungsverfahren von Gewebe und Gewebeunterschieden sowie biomedizinisch relevanter Substanzen
o Techniken zur Handhabung kleinster Probenmengen in Verbindung mit darauf abgestimmten Sensorelementen oder Sensorarrays
o Zugeschnittene biologische, chemische oder physikalische Oberflächenfunktionalisierungen für elektromagnetische Sensoren
o Erforschung von charakteristischen elektromagnetischen Eigenschaften von gesunden und pathologisch veränderten Zellen, Geweben und Substanzen der Biologie und Medizin sowohl in- als auch ex-vivo und chemischen Substanzen, zum Beispiel in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik
o Grundlegende Untersuchungen von biologischen Prozessen auf molekularer Ebene
o Neuartige Methoden der Zellmanipulation insbesondere der Elektroporation
Diese Themenstellungen sollen in interdisziplinären Teilprojekten unter Einbindung von Forscherinnen und Forschern aus verschiedenen Disziplinen wie Elektrotechnik, Maschinenbau, Physik, Medizintechnik, Chemie, Biologie und Medizin bearbeitet werden. Bei Projekten mit zwei Antragstellerinnen und Antragstellern sollten diese aus zwei verschiedenen Disziplinen stammen, davon eine aus dem Bereich der Ingenieurwissenschaften mit Expertise auf dem Themenfeld der elektromagnetischen Sensortechnik. Für Projekte mit drei Antragstellern sollten diese mindestens zwei verschiedenen Disziplinen angehören, davon eine aus dem Bereich der Ingenieurwissenschaften. Zur Förderung einer starken Interdisziplinarität, Ausgewogenheit und einer großen Vielfalt an Forschungsprojekten ist das Schwerpunktprogramm so ausgelegt, dass hinsichtlich des vorgesehenen wissenschaftlichen Personals für jedes Forschungsprojekt je Antragstellerin und Antragsteller Mittel für maximal eine wissenschaftliche Mitarbeiterin beziehungsweise einen wissenschaftlichen Mitarbeiter beantragt werden sollten.
Weitere Informationen:
http://www.dfg.de/foerderung/info_wissenschaft/info_wissenschaft_17_78/index.html