Das Projekt "Photovoltaik: Hybride GRIN-Resonatoren und plasmonisch strukturierte GRIN-Linsen als kompakte Sensoren zur Spektro-Mikroskopie von Einzelpartikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Angewandte Physik durchgeführt. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projektes soll ein optisches Hybridsystem bestehend aus Gradientenoptiken (GRIN-Optiken) und plasmonischen Nanostrukturen/optischen Mikroresonatoren für die Sensorik hergestellt und charakterisiert werden. Ziel ist es, die kleine, kostengünstige und praktikable Bauform der GRIN-Linsen für die Analytik nutzbar zu machen. Mit diesem Ansatz sollen die komplexen und kostenintensiven optischen Laboraufbauten, die bisher für den Nachweis einzelner Partikel/Moleküle notwendig sind, vereinfacht und letztendlich ersetzt werden können. Das soll am Beispiel der Detektion einzelner H1N1-Viren gezeigt werden. Dazu nutzen wir bereits etablierte Techniken der GRIN-Linsenoptiken, der plasmonischen Nanostrukturierung und der Analyse von H1N1-Viren. Durch die Kombination dieser Techniken wird ein neuartiges optisches Hybridsystem für die Sensorik ermöglicht. Als weiteres Anwendungsfeld soll die Detektion pharmazeutisch relevanter Leitstrukturen am Beispiel des nukleären Östrogenrezeptors alpha untersucht werden. Die Übertragung dieser Ergebnisse hat wichtigen Anwendungsbezug für die wirkungsbezogene Analytik von hormonaktiven Substanzen in der Umwelt. Ein Hauptelement des optischen Hybridsystems sind GRIN-Linsen mit hoher numerischer Apertur. Diese kostengünstigen Linsen werden millionenfach zur Miniaturisierung und Integration faseroptischer Systeme eingesetzt. Die Linsenwirkung einer GRIN-Linse entsteht durch ein definiertes Brechzahlprofil im Material. Damit lassen sich gewölbte Oberflächen konventioneller Linsen durch ebene optische Grenzflächen ersetzen. Zudem ist es damit möglich, die Bildebene direkt auf die plane Oberfläche der Linse zu legen. Unter diesen Voraussetzungen befinden sich plasmonische Nanostrukturen oder reflektive Schichten, die auf der Linsenoberfläche aufgebracht werden, sowie die daran angelagerten Analyt-Partikel per se im Fokus. Durch eine Variation des Einfallswinkels des Lichtstrahls kann die Oberfläche zusätzlich konfokal abgerastert werden.