Akustische Sensoren reagieren aesserst empfindlich auf Aenderungen der physikalischen Eigenschaften anliegender Schichten oder Fluessigkeiten mit einer Verstimmung ihrer Resonanzfrequenz. In dieser Arbeit wurden neuartige hochfrequente 39-110 MHz Schwingquarze (HFF), realisiert als inverted mesa-Strukturen, und 10 bzw. 19 MHz Standardschwingquarze (QCM) sowie horizontal-polarisierte 69 bzw. 102 MHz Oberflõchenwellensensoren (SAW), hergestellt in Duennfilmtechnologie, fuer die Fluessigkeits- und Biosensorik verwendet. Die Abhaengigkeiten der Sensorsignale von wichtigen Einfluessen wie der Massenbelegung, der Viskositaet, Dichte und Elastizitaet des anliegenden Mediums, der Stoffkonzentration, der Assoziations- und Dissoziationsrate, der Temperatur sowie des Fluiddruckes ebenso wie den geometrischen Abmessungen der Messzelle wurden experimentell und theoretisch betrachtet. Motivation fuer diese Arbeit war es, neue Anwendungsfelder fuer akustische Sensoren zu erarbeiten, die Genauigkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu verbessern sowie Wege zur deutlichen Empfindlichkeitssteigerung aufzuzeigen. Die Verwendung eines Fliessinjektionsanalysesystems mit einer temperierbaren Wechselzelle sowie minimierten Sensormesskammern ermoeglicht die weitgehende Eliminierung stoerender Viskositõts- und Temperatureinfluesse sowie eine Optimierung der Analytanlagerung. Die Beachtung wichtiger Designkriterien bei der Herstellung der Transducer ist fuer den spaeteren Einsatz in der Sensorik eine wichtige Voraussetzung. Ersatzschaltbildmodelle zur Sensormodellierung haben sich zur Berechnung der notwendigen Parameter fuer das Sensordesign bewõhrt. Der Einsatz der Sensoren als Rheometer zeigte den erwarteten wurzelförmigen Einfluss des Produkts der Fluessigkeitsparameter Viskositaet und Dichte fuer newtonsche Glycerinloesungen. Die Frequenzabhõngigkeit der Viskositaet und Elastizitaet, welche aus Relaxationseffekten in viskoelastischen Polyethylenglykolloesungen resultiert, konnte durch Verwendung verschieden frequenter Sensoren untersucht werden. Der Federmodul von 10% PEG 35000 wurde zu etwa 10 MPa und die Relaxationszeit zu etwa 1ns abgeschaetzt. Akustische Sensoren, insbesondere druckunempfindliche SAW-Sensoren, ermoeglichen im Gegensatz zu konventionellen Rheometern durch die miniaturisierte Bauweise und hohe Abtastfrequenz die kontinuierliche und kostenguenstige Ueberwachung rheologischer Parameter. In der Biosensorik konnte am Beispiel des Nachweises von Bakteriophagen in dieser Arbeit erstmals gezeigt werden, dass hochfrequente Schwingquarze aufgrund der hohen Empfindlichkeit fuer den Analytnachweis hervorragend geeignet sind. Die Nachweisgrenze konnte fuer 56 MHz HFF-Sensoren mit 5*10^6 Phagen/ml gegenueber Standardschwingquarzen um den Faktor 200 verbessert werden. Beim Nachweis grosser Analyten, wie etwa der Legionella-Bakterien ist die geringe Eindringtiefe bei hohen Sensorfrequenzen nachteilig fuer den Messeffekt. Die Echtzeitdetektion biologischer Molekuele erlaubt, aus den Sensorsignalen in der Assoziations- und Dissoziationsphase auf die Affinitaet der komplementaeren Bindungspartner zu schliessen. Untersuchungen mit Virusprotein 73 und komplementaeren Antikoerpern lieferten eine Dissoziationskonstante von 170 nmol/l. Die Ergebnisse zeigen, dass akustische Sensoren vielversprechend in schnellen Screeningverfahren zur Beurteilung von Bindungseigenschaften eingesetzt werden koennen.    «

Akustische Sensoren reagieren aesserst empfindlich auf Aenderungen der physikalischen Eigenschaften anliegender Schichten oder Fluessigkeiten mit einer Verstimmung ihrer Resonanzfrequenz. In dieser Arbeit wurden neuartige hochfrequente 39-110 MHz Schwingquarze (HFF), realisiert als inverted mesa-Strukturen, und 10 bzw. 19 MHz Standardschwingquarze (QCM) sowie horizontal-polarisierte 69 bzw. 102 MHz Oberflõchenwellensensoren (SAW), hergestellt in Duennfilmtechnologie, fuer die Fluessigkeits- und...    »