DE602004000733T2 - Optischer Biosensor - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Biosensor mit poröser Matrix. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen optischen Biosensor mit poröser Matrix, die aus eloxiertem porösem Aluminiumoxid besteht und zur Detektion des Signals mit einem Detektor, vorzugsweise einer Photodiode, verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus einen Biosensor, der einen optischen Detektor mit einer anderen porösen Matrix als poröses Aluminiumoxid beinhaltet, beispielsweise poröses Silicium.
  • Ein Biosensor ist eine Vorrichtung, die es ermöglicht, eine chemische oder biochemische Variable (Analyt) mittels einer biologischen Komponente (Biomediator) zu detektieren, die, wenn sie auf einer Matrix/einem Substrat immobilisiert ist, als Schnittstelle zu einem Wandler fungiert. Der Wandler, der aus der sensibilisierten Matrix und einem Detektor besteht, kann das chemisch-physikalische Signal, das durch die Interaktion zwischen dem Biomediator und dem Analyten entsteht, in ein messbares physikalisches (d.h. elektrisches) Signal, das von der untersuchten Variablen abhängt, umwandeln. Der Detektor kann das physikalische Signal sowohl in rein qualitativer als auch in quantitativer Hinsicht messen.
  • Ein optischer Biosensor ist eine Vorrichtung, die die Lumineszenz – egal, ob es sich um Chemolumineszenz oder Biolumineszenz handelt –, die während der Interaktion zwischen dem Biomediator und seiner entsprechenden biologischen Variablen emittiert wird, messen kann. Diese Interaktion ist vielmehr mit dem Auftreten einer chemischen Reaktion verbunden, die den Übergang einer der an der Reaktion beteiligten Spezies in einen elektronisch angeregten Zustand bewirkt. Der Zerfall dieser Spezies aus dem angeregten Zustand in den Grundzustand bewirkt die Emission von Photonen (hν), durch deren Messung nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die Menge des gemessenen Analyts anzeigt wird.
  • Die wesentlichen Charakteristika von Biosensoren sind die Sensitivität und die Selektivität, die die biologische Komponente zur Verfügung stellen kann, verbunden mit der Einfachheit der Benutzung und der Vielseitigkeit, die sich aus der gewählten Wandlungsmethode ableitet, was üblicherweise die Vorgaben zur Miniaturisierbarkeit bei niedrigen Kosten erfüllt.
  • Die verwendeten Biomediatoren oder biologischen Systeme können Enzyme (z.B. Luziferase), Antikörper, biologische Membrane, Bakterien eines wilden Bakterienstammes oder genetisch modifizierte Bakterien (z.B. natürlich oder rekombinant biolumineszierende Bakterien), Zellen und tierische oder pflanzliche Gewebe sein; diese interagieren direkt oder indirekt mit dem zu bestimmenden Analyten und sind für die Spezifität des Sensors verantwortlich. Der mit dem Analyten interagierende Biomediator bewirkt eine Variation eines oder mehrerer chemisch-physikalischer Parameter der beteiligten Spezies und verursacht beispielsweise eine chemolumineszente oder biolumineszente Reaktion mit entsprechender Emission von Photonen (hν).
  • Die für die Immobilisierung des Biomediators verwendeten Substrate können aus verschiedenartigem Material gebildet sein. Von den gegenwärtig benutzten können Kieselgel, Agarose, Polymerverbindungen, wie beispielsweise Polystyrene oder Polyacrylate, Naturfasern wie Seide oder sonstige Glas(mikro)kugeln erwähnt werden.
  • Die Anwendungsgebiete von Biosensoren sind sehr breit und reichen von den medizinischdiagnostischen bis in die Umwelt- und Lebensmittelbereiche.
  • Im Lebensmittelbereich können Biosensoren genutzt werden, um chemische Substanzen zu bestimmen, die als Indikatoren für beispielsweise mikrobielle Verunreinigung in Lebensmitteln oder den zum Beispiel durch Oxidation verursachten Verderb letzterer dienen. Darüber hinaus ist es möglich, Spuren von kontaminierenden chemischen Verbindungen, Toxinen oder sonstigen Additiven, Konservierungsstoffen etc. zu detektieren.
  • Auch im Umweltbereich sind die Anwendungsmöglichkeiten extrem zahlreich, um die Anwesenheit von Pestiziden, Kohlenwasserstoffen und giftigen Gasen zu bestimmen. In vielen Fällen wurde wegen der Notwendigkeit, Konzentrationsniveaus zu detektieren, die unter den Detektionsbereich des Biosensors abfallen, dieser bei elektrischer Wandlung mit einem elektronischen Verstärker verbunden. Biosensoren bekannter Art werden beispielsweise in US 2002/034646, US-A-5 922 183 und EP-A-1 182 456 offenbart.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen optischen Biosensor mit einer Struktur zur Verfügung zu stellen, die die Kontakte zwischen der sensibilisierten porösen Matrix und dem Detektor erleichtert – d.h. die Funktionalität des Wandlers unterstützt – mit daraus folgenden Vorteilen für die Detektion des vom Wandler als Funktion aus der Interaktion zwischen Biomediator und Analyt erzeugten Signals. Genauer gesagt betrifft die Erfindung einen Biosensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, der beispielsweise aus US-A-6 471 136 bekannt ist.
  • Erfindungsgemäß wird die obengenannte Aufgabe dank der Lösung erfüllt, die speziell in den folgenden Ansprüchen genannt ist, die als integraler Bestandteil der vorliegenden Beschreibung anzusehen sind.
  • In der momentan bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen optischen Biosensor, der die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 weiter genannten Merkmale aufweist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Biosensors gehen aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung hervor, die lediglich als ein nicht beschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angegeben ist, wobei:
  • 1 einen optischen Biosensor darstellt, der nicht Teil der Erfindung ist,
  • 2 zwei mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommene Fotos eines Querschnitts und einer Vorderansicht einer Matrix aus eloxiertem porösem Aluminiumoxid wiedergibt,
  • 3 die Struktur eines erfindungsgemäßen Biosensors darstellt,
  • 4 einen erfindungsgemäßen Biosensor darstellt, der an eine Photodiode angeschlossen ist,
  • 5 einen optischen Biosensor mit einer porösen Matrix aus Silicium zeigt, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, und
  • 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.
  • In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 den optischen Biosensor als Ganzes. Der Biosensor 1 umfasst eine Matrix oder Stützstruktur 2 aus eloxiertem porösem Aluminiumoxid, in dessen Poren 2a der Biomediator 3 immobilisiert ist, der mit dem in der zu untersuchenden Lösung 6 enthaltenen Analyten 5 reagieren kann. Die poröse Matrix 2 ist mit einem optischen Detektor 4 verbunden und bevorzugt in diesen integriert; dieser ermöglicht eine Messung des durch die Reaktion zwischen Biomediator 3 und Analyt 5 erzeugten Signals – die Emission von Photonen hν. Die Photonen, die während der Reaktion zwischen Biomediator und Analyt emittiert werden, korrelieren, falls der Biomediator nicht im Sättigungszustand ist, mit der Menge an in der Lösung 6 vorhandenem Analyt.
  • Ein Teil des innovativen Aspekts des vorliegenden Patents repräsentiert die Verwendung einer porösen Matrix 2, die aus porösem Aluminiumoxid besteht, das durch ein Verfahren zur Eloxierung einer Schicht aus hochreinem Aluminium oder einer an einem Substrat wie Glas, Quarz, Silicium, Wolfram etc. haftenden Aluminiumschicht erzeugt wird.
  • Die außergewöhnlichen Eigenschaften von eloxiertem porösem Aluminiumoxid werden im Folgenden skizziert. Hauptsächlich verleiht die Gleichmäßigkeit der Poren dem Material spezielle optische Eigenschaften; und zwar ermöglicht die strukturelle Periodizität des vorgenannten Materials den Wechsel zwischen Mitteln mit verschiedenen Dielektrizitätskonstanten, wodurch eine Lücke im Photonenband erzeugt wird, die die Weitergabe der Lichtstrahlung in einem spezifischen Wellenlängenband und in gewisse Richtungen verhindert und folglich die Emissionskeule des austretenden Lichts verengt. Zusätzlich dazu verursacht die poröse Oberfläche eine beachtliche Steigerung der möglichen Kontaktfläche. Letztgenannter Aspekt begünstigt substantiell den Vorgang der Immobilisierung des Biomediators, wodurch im Vergleich zur Verwendung kompakter glatter Strukturen höhere Konzentrationen pro Flächeneinheit erreicht werden können.
  • Die Dimensionen der Poren können, ebenso wie deren Anzahl, durch die Variation der Bedingungen bei der Eloxierung metallischen Aluminiums gesteuert werden.
  • Die Wahl von metallischem Aluminium als Ausgangsmaterial bietet einen Hauptvorteil: Es ist möglich, dieses mittels Verdampfungstechniken auf eine beliebige Oberfläche aufzubringen und anschließend zu eloxieren. Dadurch kann eine Aluminiumschicht, die anschließend einer Eloxierung unterzogen wird, direkt auf einen optischen Detektor aufgetragen und dadurch eine weitere Miniaturisierung des Biosensors (beispielsweise einer Photodiode) gewährleistet werden.
  • Die Wahl von porösem Aluminiumoxid als Matrix ermöglicht zudem die Verwendung photolithographischer Techniken gefolgt von chemischem Ätzen, was die Erstellung einer beliebigen drei- oder zweidimensionalen Matrixstruktur zulässt.
  • Die anschließende Öffnung der Poren der Aluminiumoxid-Matrix ermöglicht die Behandlung der Matrix als echte Membran und erleichtert die Ausbildung der elektrischen Kontakte im Wandler.
  • 2 zeigt in beispielhafter Weise einen Ausschnitt einer durch Eloxierung einer Aluminiumschicht erhaltenen porösen Aluminiumoxidschicht. Wie festgestellt werden kann, besteht die Aluminiumoxidlage aus einer Reihe von benachbarten, im Wesentlichen hexagonal geformten Zellen, die alle im Zentrum ein gerades Loch aufweisen, das zur Oberfläche der darunter liegenden Lage ein im Wesentlichen rechtwinkliges Loch bildet (2a).
  • Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann durch die Wahl des geeigneten Elektrolyts sowie der passenden physikalischen, chemischen und elektrochemischen Verfahrensparameter die poröse Aluminiumoxidschicht mit einer kontrollierten Morphologie entwickelt werden.
  • Kurz gesagt ist der erste Schritt zur Integration einer Photodiode in den Biosensor das Auftragen einer Aluminiumlage auf eine Unterlage, die beispielsweise aus Silicium gebildet ist, in das zuvor Gold-Nanocluster eingebettet wurden. Die bevorzugten Techniken zum Auftragen der Aluminiumlage sind thermische Elektronenstrahlverdampfung und Kathoden zerstäubung. Nach dem Aufbringen der Aluminiumlage wird diese im nächsten Schritt eloxiert. Das Verfahren zur Eloxierung der Schicht kann, je nach geforderter Größe und Abstand der Poren, unter Verwendung verschiedener elektrolytischer Lösungen ausgeführt werden. Um eine sehr geordnete Struktur von der in 2 gezeigten Art zu erhalten, ist es notwendig, aufeinander folgende Eloxalverfahren durchzuführen, insbesondere zumindest:
    • i) eine erste Eloxierung;
    • ii) einen Schritt zur Reduzierung der ungleichmäßigen Aluminiumoxidschicht durch chemisches Ätzen mit sauren Lösungen; und
    • iii) eine zweite Eloxierung des Teils der Aluminiumoxidschicht, der nicht durch den chemischen Ätzschritt entfernt wurde.
  • Der Ätzschritt, auf den unter Punkt ii) Bezug genommen wird, ist wichtig, um im zweiten Eloxierungsschritt auf dem verbleibenden Teil des Aluminiumoxids bevorzugte Bereiche für das Wachstum des Aluminiumoxids selbst zu definieren.
  • Wenn die Vorgänge des Ätzens ii) und Eloxierens iii) mehrmals ausgeführt werden, verbessert sich jeweils die Struktur, bis sie, wie in 2 schematisch herausgestellt, in der die Aluminiumoxidschicht gleichmäßig ist, sehr einförmig wird.
  • Die gleichmäßige Struktur des porösen Aluminiumoxids kann, durch die entsprechende Auswahl des Elektrolyts sowie der physikalischen, chemischen und elektrochemischen Verfahrensparameter, mit einer kontrollierten Morphologie entwickelt werden: In sauren Elektrolyten (wie Phosphorsäure, Oxalsäure und Schwefelsäure mit Konzentrationen zwischen 0,2 und 1,2 M) und unter angepassten Verfahrensbedingungen (einer Spannung von 40–200 V, einer Stromdichte von 5–10 mA/cm2, Rühren und einer Temperatur von 0–4°C), ist es möglich, poröse Schichten mit einem hohen Grad an Gleichmäßigkeit zu erhalten. Der Durchmesser der Poren und die Dicke der Schicht können variieren, typischerweise liegt der Durchmesser bei 50–500 nm und die Dicke bei 1–200 μm.
  • In der vorliegenden Erfindung kann als Signaldetektor und folglich im einschlägigen Fall als Detektor für optische Signale jedes System verwendet werden, das lichtempfindlich ist, wie z.B. eine Photodiode, wobei mit dem Ausdruck „Photodiode" eine durch zwei oder mehr Sektionen gebildete Photodiode gemeint ist.
  • Alternativ dazu ist es möglich, als Detektor jedes lichtempfindliche Mittel zu verwenden, das in die poröse Matrix integriert ist. Als Beispiel sollen von den Techniken, die diese Integration zwischen dem optischen Detektor und der porösen Matrix ermöglichen, die folgenden genannt werden:
    • – eine Technik zur Erzeugung von Nano-Mustern, die ein Verfahren zum Ablagern von Metall im unteren Bereich der porösen Matrix für eine bessere Haftung der Photodiode an der Matrix, wie in 4 schematisch dargestellt, vorsieht und
    • – eine Integrationstechnik, die auf einem Siliciumsubstrat das Auflagern von Gold-Nanoclustern und anschließend der porösen Matrix vorsieht (3).
  • In der in 4 dargestellten Ausführungsform besteht der als Ganzes mit der Bezugszahl 1 versehene Biosensor aus einer Matrix aus eloxiertem porösem Aluminiumoxid 2, in deren Poren 2a die Biomediatoren 3, die für den in der zu analysierenden Lösung 6 enthaltenen Analyten 5 spezifisch sind, immobilisiert sind. Der Detektor 14 für das durch die Interaktion zwischen dem Biomediator 3 und dem Analyten 5 emittierte Lichtsignal ist aus einer Photodiode 14a und einer Metallschicht 14b gebildet, die, um die Photonentransmission hν zwischen der Matrix und der Photodiode zu verbessern, auf der unteren Oberfläche 2b der porösen Matrix haftet.
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Matrix 2 aus eloxiertem porösem Aluminiumoxid – in deren Poren 2a der Biomediator 3 immobilisiert ist – steht in Verbindung zum Detektor 24, der aus einer durchbrochenen Metallschicht, z.B. einer Reihe von Metall-Nanoclustern 24b, vorzugsweise Gold-Nanoclustern, gebildet ist, die auf ein Siliciumsubstrat 24a aufgelagert sind, sodass die Photonen hν, die während der Biomediator-Analyt-Interaktion emittiert werden, von dem durch die Metall-Silicium-Kontaktstelle gebildeten Detektor absorbiert und durch Messung des elektrischen Potentials an der Kontaktstelle detektiert werden.
  • Andere für die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise nutzbare optische Detektoren stellen polymere Photodioden, wie beispielsweise LEP-(Light-Emitting Polymer-)optische Sensoren oder OLED-(Organic Light-Emitting Diode-)optische Sensoren dar. Die Verwendung dieser polymeren Photodioden bietet den Hauptvorteil des Einsatzes flexibler Strukturen mit hoher Bioverträglichkeit. Ein vorteilhaftes Beispiel für eine mögliche Anwendung dieser speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch die Integration dieses Biosensors in ein diagnostisches Instrument, wie beispielsweise ein Endoskop, geschaffen; das Endoskop weist auf seiner ganzen Länge den Biosensor auf, um so den fraglichen Analyten in weiten Teilen des untersuchten Organs unmittelbar zu überwachen.
  • Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht die Möglichkeit vor, den optischen Detektor mit Biosensoren, die aus einer anderen porösen Matrix als poröses Aluminiumoxid gebildet sind – im Beispiel wird poröses Silicium genannt – zu integrieren.
  • Die Porosität der Siliciummatrix kann, gemäß den biologischen Spezies (Biomediator) und somit den zu detektierenden Analyten, verändert werden. Wie in 5, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, ersichtlich, wird das poröse Silicium 2 durch elektrochemische Auftragung mit einer durchgehenden Metallschicht 54a (z.B. Gold) überzogen, sodass es, da eine Schottky-Sperrschicht entstanden ist, selbst als Photodiode 54 wirkt. Die inneren Wände der Poren 2a des porösen, mit Metall 54a beschichteten Siliciums wirken auch als Substrat für den Biomediator 3, der darauf immobilisiert ist. Um den Mediator zu immobilisieren, werden die nachfolgend beschriebenen Techniken verwendet.
  • Sobald durch die Reaktion zwischen dem Biomediator und dem Analyten eine Emission von Elektronen stattfindet, werden diese umgehend durch die aus der Metall-Silicium-Verbindung bestehende Photodiode 54 absorbiert und durch Messung des elektrischen Potentials, das sich zwischen dem Silicium und dem Metall aufbaut, detektiert.
  • Der Hauptvorteil der oben genannten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in der vollständigen Integration der mit dem Biomediator sensibilisierten porösen Matrix und des optischen Sensors, woraus sich offensichtliche Vorteile für den Aufbau, die Reduzierung technologischer Verfahrensschritte und die Kosten für die Vorrichtungen selbst ergeben.
  • In einer in 6 schematisch dargestellten speziellen Ausführungsform ist es möglich, einen optischen Biosensor gemäß der vorliegenden Erfindung zu schaffen, der eine poröse Matrix aufweist, die in zwei oder mehr Sektionen unterteilt ist, sodass jede Sektion mit einem anderen Biomediator sensibilisiert wird, der geeignet ist, einen spezifischen Analyten zu detektieren; der Biosensor muss insgesamt in der Lage sein, gleichzeitig zwei oder mehr Analyten von Interesse zu detektieren, wodurch man ein sogenanntes "lab-on-chip" erhält. Die einzelnen Sektionen sind jeweils voneinander getrennt, und durch Ausnutzung eines Systems von Injektoren und Reservoirs wird die Effizienz des Biomediators gewährleistet.
  • Wie aus 6 ersichtlich, ist die poröse Matrix 2 des Biosensors 1 in vier Sektionen 22a, 22b, 22c und 22d unterteilt und mit vier unterschiedlichen Biomediatoren 3 sensibilisiert, die für verschiedene Analyten spezifisch sind. Diese Unterteilung wird durch Sperren 7a und 7b erreicht, durch die die vier Reaktionsumfelder 6a, 6b, 6c, 6d für die Biomediator-Analyt-Reaktionen getrennt gehalten werden können. Der Detektor ist ebenfalls gemäß den Bereichen der porösen Matrix unterteilt, sodass die Signale aus den Biomediator-Analyt-Interaktionen in den vier Reaktionsumfeldern getrennt, aber gleichzeitig, durch die Detektoren 64a, 64b, 64c und 64d verarbeitet werden können und eine Multiparameteranalyse durchgeführt werden kann.
  • Die Immobilisierung des Biomediators (ob Enzym oder komplexer biologischer Organismus) auf der porösen Matrix kann mittels vielfältiger Methoden erfolgen. Als nicht beschränkende Beispiele können folgende genannt werden:
    • – Bildung nichtkovalenten Bindungen (z.B. Wasserstoffbrücken-, Van-der-Waals-Bindungen) zwischen dem Biomediator und der eventuell in geeigneter Weise funktionalisierten porösen Matrix;
    • – Mikroeinkapselung durch die Verwendung von porösen Aluminiumoxidmembranen, die in der Lage sind, den Biomediator einzuschließen,
    • – Bildung kovalenter Bindungen zwischen dem Biomediator und der optional in geeigneter Weise funktionalisierten porösen Matrix und
    • – Querverbinden mit einer bifunktionellen chemischen Verbindung, die geeignet ist, eine chemische Bindung zwischen der Matrix auf der einen Seite und dem Biomediator auf der anderen Seite zu erzeugen (diese Methode kann gleichzeitig mit anderen Immobilisierungstechniken, wie zum Beispiel Absorption und Mikroeinkapselung, angewandt werden).
  • Die Methoden, die die Verwendung von nichtkovalenten Bindungen zur Immobilisierung des Biomediators auf der Matrix vorsehen, werden bevorzugt, da sie keine chemische Modifikation des Biomediators erfordern. In diesem Fall wird die Oberfläche des porösen Aluminiumoxids bevorzugt mit einer beliebigen Verbindung, durch die eine erhöhte Haftung des Biomediators an der Oberfläche selbst erreicht wird, getränkt. Als Beispiel für eine dieser Verbindungen sei ein Polylysin-Peptid genannt, das nach Absorption an die hydrophile Oberfläche des Aluminiumoxids in der Lage ist, die Anwesenheit von -NH2-Gruppen auf seiner Seitenkette in „Abstimmung" mit dem Biomediator zu nutzen, um infolgedessen mit den hydrophilen Gruppen des Biomediators Wasserstoffbrücken- und/oder Van-der-Waals-Bindungen auszubilden. Ein zweites Beispiel für eine Verbindung, die im Stand ist, die Haftung das Biomediators an der Aluminiumoxidmatrix zu steigern, ist Polyprenyl-Phosphat. Die Phosphatgruppe funktioniert als Anker, der durch Aluminiumoxid absorbiert wird, und der Prenyl-Rest – durch den die Aluminiumoxidoberfläche hydrophober wird – begünstigt die Ausbildung nichtkovalenter Bindungen zwischen der derart funktionalisierten Matrix und dem Biomediator.
  • Selbstverständlich können, ohne Präjudiz für das Prinzip der Erfindung, Einzelheiten im Aufbau und der Ausführungsform von der oben stehenden Beschreibung und den Darstellungen abweichen, ohne dadurch den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (13)

  1. Biosensor (1), der umfasst: – eine poröse Matrix (2); – einen auf der Matrix (2) immobilisierten Biomediator (3); und – einen an die Matrix (2) angeschlossenen Detektor (4; 14; 24; 64) für optische Signale, wobei die poröse Matrix (2) auf dem Detektor (4; 14; 24; 64) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der porösen Matrix (2) und dem Detektor (14; 24) eine Metallschicht (14b; 24b), vorzugsweise Gold, angeordnet ist.
  2. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Matrix (2) durch eloxiertes poröses Aluminiumoxid gebildet ist.
  3. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (24b) unterbrochen ist.
  4. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (14b) geschlossen ist.
  5. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor eine in den Biosensor integrierte Photodiode ist.
  6. Biosensor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Photodiode eine polymere Photodiode ist.
  7. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (24) durch eine unterbrochene Metallschicht (24b), vorzugsweise Gold, gebildet ist, die auf einer Siliciumschicht (24a) abgelegt ist.
  8. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Matrix (2) durch poröses Silicium gebildet ist.
  9. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomediator (3) auf der porösen Matrix (2) mittels einer oder mehr Techniken immobilisiert ist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: – Bildung nichtkovalenter Bindungen zwischen dem Biomediator (3) und der porösen Matrix (2); – Mikroeinkapselung des Biomediators (3) auf der porösen Matrix (2); – Bildung kovalenter Bindungen zwischen dem Biomediator (3) und der porösen Matrix (2); – Querverbinden mit einer bifunktionellen chemischen Verbindung, die in der Lage ist, eine Bindung zwischen der porösen Matrix (2) und dem Biomediator (3) herzustellen.
  10. Biosensor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Biomediator (3) und der porösen Matrix (2) eine Zwischenschicht vorhanden ist, welche die poröse Matrix (2) funktionalisiert.
  11. Biosensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Matrix (2) in eine oder mehr Sektionen (22a; 22b; 22c; 22d) aufgeteilt ist.
  12. Biosensor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufteilung der porösen Matrix (2) in eine oder mehr Sektionen (22a; 22b; 22c; 22d) eine Aufteilung des Detektors (64) in eine oder mehr Sektionen (64a; 64b; 64c; 64d) entspricht.
  13. Biosensor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufteilung der porösen Matrix (2) in eine oder mehr Sektionen (22a; 22b; 22c; 22d) unterschiedliche Biomediatoren (3) entsprechen, die für unterschiedliche Analyten spezifisch sind.
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