Quantenlicht ermöglicht selbstleuchtende optische Biosensoren

In der Gesundheitswelt gewinnen Biosensoren deutlich an Bedeutung als Diagnoseinstrument. Diese elektrischen Geräte messen biologische oder chemische Signale und wandeln sie in elektrische Signale um. 

Sie werden in allem eingesetzt, von der Krankheitsüberwachung und Wirkstoffforschung bis hin zur nicht‑invasiven Erkennung von Mikroorganismen, die Krankheiten verursachen, und Markern, die Viren in Körperflüssigkeiten wie Schweiß, Speichel, Urin und Blut signalisieren.

Biosensoren finden ebenfalls Anwendung in Lebensmittelinspektion und -sicherheit, Landwirtschaft, Umweltstudien, Biotechnologie und medizinischen Anwendungen. Angetrieben durch diese Nachfrage zielt der globale Biosensormarkt bereits auf mehrere zehn Milliarden pro Jahr.

Ein typischer Biosensor besteht aus einigen Hauptkomponenten:

• Bio‑Rezeptor
• Wandler
• Analyte
• Anzeige

Hierbei ist das Analyt eine interessierende Substanz, die identifiziert und gemessen wird. Zum Beispiel ist bei einem Biosensor, der zur Glukoseerkennung entwickelt wurde, Glukose das Analyt.

Ein Biorezeptor ist eine biologische Komponente, wie DNA, Zellen, Enzyme oder Antikörper, die das Analyt erkennt. Der Signalgenerierungsprozess erfolgt in Form von Wärme, Licht oder einer Änderung bei der Interaktion des Biorezeptors mit dem Analyt und wird als Bioerkennung bezeichnet.

Der Wandler wandelt das Bioerkennungsereignis in ein messbares optisches oder elektrisches Signal um. Die Anzeige ist einfach ein Benutzersystem, das Daten in grafischer, numerischer oder anderer Form erzeugt, die vom Benutzer verstanden werden kann.

Derzeit gibt es etwa vier Arten von Biosensoren, basierend auf ihrer Transduktionsmethode, nämlich elektrochemische, thermische, piezoelektrische, magnetische und optische Biosensoren. Jede dieser Arten nutzt einen anderen Mechanismus, um eine biologische Interaktion in ein messbares Signal umzuwandeln.

Bei optischen Biosensoren sind sie insbesondere für ihre zusätzlichen Vorteile in Sensoranwendungen bekannt, da sie eine extreme Empfindlichkeit, Selektivität und schnelle Messungen bieten. Sie ermöglichen zudem die Echtzeit‑Erkennung biologischer und chemischer Substanzen auf spezifische und kostengünstige Weise.

Optische Biosensoren funktionieren, indem sie Lichtsignale in elektrische Signale umwandeln, wobei die Aktivität auf der Wechselwirkung des optischen Feldes mit einem Biorezeptor oder Bioerkennungselement beruht.

Diese Biosensoren werden als „label‑frei“ klassifiziert, bei denen Signale direkt bei der Interaktion des Analytmaterials mit dem Wandler erzeugt werden, und als „label‑basiert“, bei denen die erzeugten Signale durch leuchtende, fluoreszierende oder kolorimetrische Methoden verstärkt werden.

Obwohl sie im Vergleich zu herkömmlichen analytischen Techniken deutliche Vorteile bieten, benötigen optische Biosensoren externe Lichtquellen, was ihren Einsatz auf Laboreinstellungen beschränkt und ihre Nutzung in der Gesundheits‑ und Umweltüberwachung verhindert.

Um die Herausforderungen bei einer breiten praktischen Anwendung zu überwinden, haben Forscher im Bionanophotonic Systems Laboratory der EPFL School of Engineering die Quantenphysik genutzt, um das Vorhandensein von Biomolekülen ohne externe Lichtquelle zu detektieren.

Grenzen der optischen Biosensorik verschieben

Um biologische Analyte zu detektieren, nutzen optische Biosensoren Lichtwellen. Während die Verwendung nanophotonischer Strukturen, die Licht an der Oberfläche eines winzigen Chips „zusammenpressen“, um die Lichtwellen auf Nanometer‑Ebene zu fokussieren, ihre Leistung erheblich verbessern kann, benötigen sie, wie oben erwähnt, externe Lichtquellen, die sperrige Geräte erfordern und somit ihre Nutzung für schnelle Diagnostik und Point‑of‑Care‑Einstellungen verhindern.

Um also die Notwendigkeit einer externen Lichtquelle in einem lichtbasierten Biosensor zu eliminieren, wandten die Forscher sich der Quantenphysik zu.

Sie haben einen plasmonischen Sensor mit einer eingebetteten Lichtquelle, bereitgestellt durch Quanten‑Tunnel‑Junctions, eingeführt.

Plasmonische Metallnanostrukturen wurden tatsächlich intensiv für optische Sensoren untersucht, da sie einzigartige Fähigkeiten besitzen, starke optische Feldverstärkungen sowie eine tiefsubwellenlange Lichtkonfinierung durch lokalisierte Oberflächenplasmon‑Resonanzen und propagierende Oberflächenplasmon‑Polaritone (SPPs) zu unterstützen.

LSPR ist die kollektive Schwingungsbewegung von Leitungselektronen nahe der Oberfläche nanostrukturierter Edelmetalle, wenn sie durch Licht beleuchtet werden. Dies führt zur Erzeugung eines lokalisierten elektromagnetischen Feldes mit besonderen optischen Eigenschaften.

SPPs hingegen sind elektromagnetische Oberflächenwellen, die entstehen, wenn angeregte Oberflächenplasmonen mit Photonen koppeln und entlang der Grenzfläche zwischen Metall und Dielektrikum reisen.

Auf dieser Grundlage haben Biosensor‑Geräte die Detektionsleistung konventioneller optischer Sensoren übertroffen und damit ihre weitverbreitete Nutzung und Kommerzialisierung ermöglicht.

Tatsächlich sind Surface‑Plasmon‑Resonanz‑(SPR‑)Biosensoren, die auf flachen Metallfilmen basieren, zu einer der Standard‑Label‑Free‑Techniken geworden, um biomolekulare Interaktionen in Echtzeit zu überwachen.

Nanoplasmonische Biosensoren, die die Kombination aus Nanomaterialien, LSPR oder SPR und optischen Biosensoren darstellen, ermöglichen gleichzeitig eine Reduktion des benötigten Probenvolumens und erlauben die Beobachtung der Echtzeit‑Sekretierung einzelner Zellen.

Fortschritte auf diesem Gebiet untersuchen nun quantenplasmonische Sensorsysteme, die neuartige Möglichkeiten für verbesserte Geräteleistung bis hin zur Einzel‑Molekül‑Detektion eröffnen. Trotz aller Fortschritte im Bereich der Nanophotonik besteht jedoch weiterhin die Notwendigkeit einer externen Lichtquelle, um SPPs zu excitieren.

Kombiniert mit sperrigen Geräten wie Prismen oder Gitterelementen, die die Nutzbarkeit plasmonischer Sensoren einschränken. Um ihre Anwendung in biochemischer Forschung und medizinischer Diagnostik voranzutreiben, benötigen wir miniaturisierte und integrierte Geräte.

Ausnutzung inelastischer Elektronentunnelung zur Lichtgenerierung auf dem Chip

Veröffentlicht in Nature Photonics¹ in Zusammenarbeit mit Forschern der ETH Zürich, ICFO und der Yonsei University haben EPFL‑Ingenieure einen on‑chip‑Label‑Free‑optischen Biosensor vorgestellt, der selbstleuchtend ist und Quanten‑Tunnelung nutzt, ein Phänomen, bei dem ein Teilchen durch eine Potentialenergie‑Barriere hindurchtritt, die es klassisch nicht überwinden könnte.

Durch Ausnutzung der inelastischen Elektronentunnelung haben die Forscher ein Gerät geschaffen, das nur einen stetigen Elektronenfluss in Form einer angelegten elektrischen Spannung benötigt, um sowohl zu leuchten als auch Moleküle zu identifizieren.

„Wenn man ein Elektron als Welle statt als Teilchen betrachtet, hat diese Welle eine gewisse geringe Wahrscheinlichkeit, durch eine extrem dünne Isolationsschicht zu „tunneln“ und dabei ein Photon zu emittieren. Was wir getan haben, ist eine Nanostruktur zu schaffen, die sowohl Teil dieser Isolationsschicht ist als auch die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Lichtemission stattfindet.“

– Forscher Mikhail Masharin

Für ihr Gerätedesign haben die Ingenieure einen mehrlagigen Film verwendet, bei dem der Isolator zwischen zwei Metallen liegt.

Hier werden Gold‑(Au‑)Nanodrähte auf einer dünnen Aluminiumschicht platziert, die die Tunnel‑Barriere bildet und sie von einem Aluminium‑(Al‑)Film am Boden trennt.

Die obere Oberfläche verwendet eine plasmonische Metafläche, die zwei Zwecke erfüllt und den Kern der Innovation bildet. Die Goldschicht der Nanostruktur dient sowohl als elektrischer Kontakt für die Tunnel‑Junction als auch als optische Schnittstelle, um die Kopplung der inelastischen quanten‑elektronischen Tunnelung, begleitet von Lichtemission, zur Freiraumstrahlung zu ermöglichen.

Das bedeutet, dass die Metafläche spezielle Eigenschaften aufweist, die die Bedingungen für Quanten‑Tunnelung schaffen und die resultierende Lichtemission steuern.

Die Kontrolle wird durch die Anordnung der Metafläche ermöglicht, die aus einem Netz von Gold‑Nanodrähten besteht. Diese fungieren als „Nanoantennen“, um das Licht in den für die effiziente Detektion von Biomolekülen benötigten Nanometer‑Volumina zu konzentrieren.

Die Anordnung beeinflusst die interne Quanteneffizienz des Tunnelprozesses, indem sie die strahlende Komponente der elektromagnetischen Dichte optischer Zustände erhöht, wodurch die strahlende Quanteneffizienz verbessert und das detektierte Signal verstärkt wird.

Einfacher ausgedrückt schafft ihre Nanostruktur im Grunde die richtigen Bedingungen, damit ein Elektron hindurchtunnelt und eine Aluminium‑Oxid‑Barriere überwindet, um zur ultradünnen Goldschicht (Au) zu gelangen. In diesem Prozess wird ein Teil der Elektronenenergie auf die kollektive Anregung (auch Plasmon genannt) übertragen, die dann ein Photon emittiert.

Um eine effiziente und räumlich gleichmäßige LIET (Lichtemission durch inelastische Elektronentunnelung) zu erzeugen, verwendete der Forscher ein flexibles Metaflächen‑Design, das für Biosensoren optimiert wurde. Die Erstautorin, Jihye Lee, ehemalige Forscherin des Bionanophotonic Systems Lab und derzeit Ingenieurin bei Samsung Electronics:

„Inelastische Elektronentunnelung ist ein Prozess mit sehr niedriger Wahrscheinlichkeit, aber wenn ein solcher Prozess gleichmäßig über eine sehr große Fläche auftritt, kann man dennoch genügend Photonen sammeln. Hier haben wir unsere Optimierung fokussiert, und es erweist sich als eine sehr vielversprechende neue Strategie für die Biosensorik.“

Das Gerätedesign stellt sicher, dass sich das Spektrum und die Intensität des Lichts ändern, wenn es mit Biomolekülen in Kontakt kommt, und bietet damit eine leistungsstarke Technik für label‑freie, Echtzeit‑Detektion.

Quanten‑Biosensoren: Kompakt, skalierbar und in Echtzeit

Mit dem innovativen, kompakten Gerät haben die Forscher die Fähigkeiten der derzeit auf dem Markt verfügbaren Sensoren erheblich weiterentwickelt.

Wenn wir das Zitat von Hatice Altug, Leiterin des Bionanophotonic Systems Laboratory, betrachten:

„Tests zeigten, dass unser selbstleuchtender Biosensor Aminosäuren und Polymere bei Pikogramm‑Konzentrationen – das entspricht einem Billionstel Gramm – nachweisen kann und damit mit den heute verfügbaren fortschrittlichsten Sensoren konkurriert.“

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Nutzung der Quantenmechanik, um den Durchbruch zu erzielen, was das Ganze praktisch greifbarer macht.

Vieles wurde über die Quantenmechanik erforscht, eine grundlegende physikalische Theorie, die sich mit den Eigenschaften und dem Verhalten von Teilchen auf atomarer und subatomarer Ebene befasst und vor etwa einem Jahrhundert erstmals vorgestellt wurde.

In dieser Zeit hat die Quantenmechanik Industrien vorangetrieben, indem sie zahlreiche moderne Technologien untermauert hat, darunter Halbleiter für Elektronik, Laser und Magnetresonanztomographie (MRT). Sie ebnet auch den Weg für zukünftige Innovationen wie Quantencomputing und fortschrittliche Cybersicherheit.

Laut Julian Kelly, Direktor für Hardware bei Google Quantum AI, könnten wir etwa „fünf Jahre von einem echten Durchbruch entfernt sein, einer praktischen Anwendung, die nur auf einem Quantencomputer gelöst werden kann.“

Quantencomputer können, so erklärt er, „auf die grundlegendste Ebene des Universums zugreifen.“

Nvidia (NVDA ) CEO Jensen Huang teilt eine ähnliche Ansicht. Er glaubt, dass Quantencomputing das Potenzial hat, „außergewöhnliche Auswirkungen zu erzielen“, fügte jedoch hinzu, dass „die Technologie unglaublich kompliziert ist.“

Inmitten dessen haben EPFL‑Ingenieure Quantenlichtquellen direkt in chip‑skalierte Geräte integriert und damit die Biosensor‑Technologie revolutioniert, die für industrielle Überwachung, einschließlich Wasserprüfung, Luftqualitätskontrolle und Lebensmittelsicherheit, eingesetzt werden kann. Ihr Durchbruch kann auch neue Geräte in der Quantendetektion und bei intelligenten Sensoren ermöglichen.

Die LIET‑Sensorarchitektur bietet hier tatsächlich einen kleineren Geräte‑Footprint, da plasmonische Antennen sowohl als Lichtquelle als auch als Sensorelement fungieren, im Vergleich zu Designs, die plasmonische Strukturen auf Photodetektoren oder LEDs integrieren.

Die Forscher testeten ihr Gerät mit Biomolekülen und nanometergleichen Polymeren und stellten fest, dass sowohl die Intensität des emittierten Lichts als auch das spektrale Profil durch lokale Brechungsindexänderungen, die durch das Vorhandensein des Analyten verursacht werden, moduliert werden. Das bedeutet, dass LIET‑Geräte als kompakte und empfindliche on‑chip‑optische Biosensoren für Point‑of‑Care‑Anwendungen eingesetzt werden können.

Das Sensorsystem verfügt laut Studie über ausreichend emittierte Leistung, um mit den gängigsten Lichtdetektoren zu arbeiten. Die Quantenplattform ist skalierbar und mit Fertigungsverfahren für Sensoren kompatibel, was eine weit verbreitete Produktion und Verteilung ermöglicht.

„Unsere Arbeit liefert einen vollständig integrierten Sensor, der Lichtgenerierung und -detektion auf einem einzigen Chip kombiniert. Mit potenziellen Anwendungen von Point‑of‑Care‑Diagnostik bis zur Erkennung von Umweltkontaminanten stellt diese Technologie eine neue Grenze in Hochleistungssensor‑Systemen dar“, sagte Bionanophotonic Systems Lab‑Forscher Ivan Sinev.

Mit weniger als einem Quadratmillimeter aktiver Fläche, das für die Messung benötigt wird, kann das Design sicherlich spannende Perspektiven eröffnen, um einen praktischen elektro‑optischen Biosensor und neue Anwendungen zu realisieren.

Außerdem könnte es potenziell zu neuen Handheld‑Geräten führen, im Gegensatz zu den derzeitigen Tisch‑auf‑Setups, die perfekt in Umgebungen wie Arztpraxen, Pflegeheime und abgelegene Kliniken passen, wo sperrige Laborausrüstung einfach unpraktisch ist.

Seine label‑freie Natur und die Fähigkeit zur Echtzeit‑Überwachung machen den Quanten‑Biosensor zudem ideal für das Tracking von Biomarkern bei Krankheiten wie Infektionen, Krebs und Stoffwechselstörungen.

Darüber hinaus kann die Plattform grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse liefern, die andere Bereiche wie Nano‑Optik, Materialwissenschaften und Quantencomputing voranbringen.

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Top‑Investitionsmöglichkeiten für Quanten‑Biosensoren

Nun, Zeit für einen tiefen Einblick in Investitionsoptionen, sowohl etablierte als auch aufstrebende, im Bereich quantengetriebener Biosensorik.

Etablierte Akteure & Plattformen

Wenn es um analytische Instrumente und Diagnostik geht, ist Agilent Technologies (A ) eines der bemerkenswerten Unternehmen, das die neue Technologie potenziell in ihre Produktlinien integrieren könnte.

Das Unternehmen zeichnet sich durch seine Spezialisierung auf Diagnostik, Life‑Science‑ und Anwendungs‑Märkte aus. Es bietet Software‑ und Labor‑Automatisierungslösungen sowie Reagenzien, Instrumente und Verbrauchsmaterialien. Zusätzlich zu aktiven pharmazeutischen Wirkstoffen für oligo‑basierte Therapeutika bietet es Instrumente und Software zur Identifizierung, Quantifizierung und Analyse der biologischen Eigenschaften von Substanzen.

Anfang dieses Jahres hat Agilent mit ABB Robotics zusammengearbeitet, um automatisierte Laborlösungen zu liefern, die Prozesse wie Forschung und Qualitätskontrolle schneller und effizienter machen.

Mit einer Marktkapitalisierung von 33,45 Milliarden USD handeln die Agilent‑Aktien derzeit bei 117,76 USD, ein Rückgang von 12,16 % seit Jahresbeginn, liegen jedoch nicht weit von ihrem Höchststand 2021 von etwa 180 USD entfernt. Das Unternehmen weist ein EPS (TTM) von 4,06 USD und ein KGV (TTM) von 28,98 auf, bei einer Dividendenrendite von 0,84 %.

Finanziell berichtete das Unternehmen kürzlich seine Q2‑2025‑Ergebnisse, die ein Umsatzwachstum von 6 % auf 1,67 Milliarden USD zeigten, während das GAAP‑Nettoeinkommen 215 Millionen USD betrug und das Ergebnis je Aktie (EPS) 0,75 USD.

In der Welt der Photonik/Optik hingegen könnte AMS (AMS‑Osram) von nanoskaligen lichtemittierenden Komponenten profitieren.

Das in Österreich ansässige AMS entwirft und produziert integrierte analoge Mikrochips und bietet seine Dienstleistungen in den Bereichen Sensoren, Sensor‑Schnittstellen, Energiemanagement und mobile Unterhaltung in den Kommunikations‑, Medizintechnik‑ und Automobilmärkten an.

Auf der Sensors Converge 2025 im letzten Monat präsentierte AMS seinen neuesten Multi‑Zone‑Direct‑Time‑of‑Flight‑Sensor, der über 20‑mal mehr Pixel als frühere Versionen bietet, selbst bei geringem Stromverbrauch, in einem kompakten All‑in‑One‑Modul.

Das Unternehmen mit einer Marktkapitalisierung von einer Milliarde Dollar, das einen Full‑Service‑Foundry für Sensortechnologien anbietet, weist ein EPS (TTM) von –1,51 und ein KGV (TTM) von –6,82 auf.

Für Q1 2025 verzeichnete es einen Umsatz von 820 Millionen EUR und berichtete über verbesserte Rentabilität sowie einen freien Cash‑Flow von über 100 Millionen EUR für das Geschäftsjahr 25. Gleichzeitig kündigte es Pläne an, einen Teil seines Geschäfts zu verkaufen, um über eine halbe Milliarde Dollar Kapital zu generieren und die Unternehmensschulden zu reduzieren.

Quanten‑ & Nanotech‑Spezialisten

Wenn wir im Quantenbereich schauen, ist Applied Materials (AMAT ) dafür bekannt, Abscheide‑ und Nanofabrikations‑Werkzeuge bereitzustellen, wodurch Systeme wie ihre für die Skalierung der Biosensor‑Produktion unverzichtbar werden.

Das Unternehmen für Material‑Engineering‑Lösungen operiert über drei Segmente: Semiconductor Systems, das eine Reihe von hauptsächlich 300 mm‑Geräten zur Herstellung von Halbleiter‑Chips oder ICs produziert; Display, das hauptsächlich Produkte für die Fertigung von LCDs, OLEDs und anderen Technologien für Smartphones, Tablets, PCs, Fernseher, Monitore und Laptops umfasst; und Applied Global Services (AGS), das 200 mm‑Geräte herstellt und Ersatzteile sowie Automatisierungssoftware für die Fertigungsanlage bereitstellt.

Bezüglich der Marktperformance des Unternehmens mit einer Marktkapitalisierung von 146 Milliarden USD werden die Aktien zum Zeitpunkt dieses Schreibens bei 182,10 USD gehandelt, ein Anstieg von 11,8 % seit Jahresbeginn. Das EPS (TTM) beträgt 8,21 und das KGV (TTM) 22,20. Die Dividendenrendite, die Aktionäre erhalten können, liegt über 1 %.

Was die Finanzen betrifft, meldete das Unternehmen für Q2 2025 eine GAAP‑Bruttomarge von 49,1 % und eine Non‑GAAP‑Bruttomarge von 49,2 %. Gleichzeitig lag das Rekord‑GAAP‑EPS bei 2,63 USD und das Non‑GAAP‑EPS bei 2,39 USD. Der Cashflow aus betrieblicher Tätigkeit betrug in diesem Zeitraum 1,57 Milliarden USD, während Applied Materials 2 Milliarden USD an Aktionäre ausschüttete, darunter 1,67 Milliarden USD für Aktienrückkäufe und 325 Millionen USD für Dividenden.

Sein CEO, Gary Dickerson, führte die hohe Leistungsfähigkeit und energieeffiziente KI‑Rechenleistung als dominanten Innovations‑treiber an.

Frühphasen‑ & Spin‑Outs

In Frühphasen‑Unternehmen sind Unternehmen wie Lux Capital dafür bekannt, in aufstrebende Technologien zu investieren, darunter Materialwissenschaften, Biochemie, Elektronik, Luft‑ und Raumfahrt sowie Infrastruktur. Die Risikokapital‑Firma unterstützt zudem Wissenschaftler bei der technologischen Entdeckung und plant, mindestens 100 Millionen USD zu investieren, um vielversprechende Forschung in Sektoren wie Biotechnologie und KI zu unterstützen.

Breakthrough Energy Ventures (BEV) ist ein weiteres Unternehmen, das ähnliche quanten‑nanotech‑Plattform‑Firmen anvisieren könnte.

Gegründet von Bill Gates besteht BEV aus zwanzig Investoren aus aller Welt. Der Fonds hat in alles investiert, von intelligenten Sensoren, Speicherlösungen und Biotechnologie bis hin zu KI und Nachhaltigkeit. Er hat zudem zugesagt, über die Breakthrough Energy Coalition (BEC) mehr als eine Milliarde USD in neue Technologien zu investieren.

In Zukunft ist es auch möglich, dass Start‑Ups aus EPFL, ETH oder ICFO hervorgehen, die sich auf Quantentechnologie konzentrieren und zu kommerziellen Akteuren werden. Das ist jedoch nichts Neues; im Laufe der Jahre sind viele Universitäts‑Spin‑Offs entstanden, die technologische Erfindungen, die an ihren Universitäten entwickelt wurden, kommerzialisieren.

Beispielsweise haben Akamai, Boston Dynamics, OKCupid, Cambridge Mobile Telematics, iRobot, RSA Security, Nimble VR, Meraki und viele weitere Unternehmen ihren Ursprung am Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Auch die EPFL hat zahlreiche Spin‑Outs wie Bionomous, Dronistics, Hydromea, MindMaze, Sensars, SenseFly, Kandou, Nexthink und weitere in verschiedenen Sektoren hervorgebracht.

Die ETH Zürich hat Spin‑Off‑Unternehmen in Bereichen wie KI, maschinelles Lernen, Biotechnologie, Pharmazeutika und Robotik hervorgebracht, während mindestens zehn Firmen von ICFO abgespalten wurden, darunter LuxQuanta, das Quantentechnologien zur Datensicherheit nutzt.

Fazit

Optische Biosensoren sind wichtig in den Bereichen präzise medizinische Diagnostik, personalisierte Medizin und Umweltüberwachung. Durch die Bereitstellung eines selbstleuchtenden plasmonischen Biosensors stellt die neueste Innovation einen Wandel dar, der Quanten‑Tunnelung mit Photonik zu einem eigenständigen Chip kombiniert.

Dies stellt nicht nur die konventionelle Sensordesign‑Philosophie in Frage, sondern hebt sich auch als praktische Umsetzung der Quantenmechanik hervor, die über das Experimentieren hinaus zu skalierbaren Technologien führt, die das Potenzial haben, weit verbreitet übernommen zu werden.

Durch die Integration von Quantenlichtquellen direkt in chip‑skalierte Geräte haben die Forscher eine neue Grenze in der Biosensor‑Technologie geschaffen, die Vielseitigkeit, Kompaktheit und beispiellose Empfindlichkeit über verschiedene Sektoren hinweg verspricht.

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Studien zitiert:

1. Lee, J.; Wu, Y.; Sinev, I.; et al. Plasmonischer Biosensor ermöglicht durch resonante Quantentunnelung. Nat. Photon. 2025. https://doi.org/10.1038/s41566-025-01708-y