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Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Bioelektronik</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Bioelektronik</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Als <b>Bioelektronik</b> (auch: <i>Biochips</i>) wird der Teilbereich der <a href="Mikrotechnologe" title="Mikrotechnologe">Mikrotechnologie</a>, der <a href="Nanotechnologie" title="Nanotechnologie">Nanotechnologie</a> und der <a href="Biotechnologie" title="Biotechnologie">Biotechnologie</a> bezeichnet, in dem versucht wird, biologische und elektronische Bauelemente zu kombinieren und so technisch nutzbar zu machen.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Grundlage der Bioelektronik ist, dass biologische Systeme wie elektronische Schaltkreise elektrische <a href="Impuls" title="Impuls">Impulse</a> zur Informationsverarbeitung nutzen. So stellt etwa das <a href="Gehirn" title="Gehirn">Gehirn</a> des Menschen ein extrem <a href="Komplexes_System" title="Komplexes System">komplexes System</a> dar, bei dem 100 Milliarden Zellen miteinander verknüpft sind und über elektrische und biochemische Verbindungen vernetzt sind.

</p><p>Im Zentrum der bioelektronischen Forschung stehen z. B. <a href="Biosensor" title="Biosensor">Biosensoren</a>, die Entwicklung biologisch gesteuerter <a href="Prothese" title="Prothese">Prothesen</a> und die <a href="DNA-Computer" title="DNA-Computer">DNA-Computer</a> (Prototyp <a href="TT-100" title="TT-100">TT-100</a>). Biosensoren stellen <a href="Halbleiter" title="Halbleiter">Halbleiterelemente</a> dar, die mit biologischen Molekülen oder Zellen bestückt sind. Dies können etwa <a href="Enzym" title="Enzym">Enzyme</a> oder <a href="Antik%C3%B6rper" title="Antikörper">Antikörper</a> sein. Auf diese Weise wird ein System geschaffen, das biochemische Signale in elektrische Impulse wandeln und an elektronische Schaltkreise weitergeben kann. Mit diesen Sensoren können Konzentrationen etwa von <a href="Gift" title="Gift">Giften</a>, <a href="Blutzucker" title="Blutzucker">Blutzuckerwerte</a> oder Luft- und Wasserverschmutzungen bereits bei geringen Änderungen registriert werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<p>Die erste direkte Verbindung von lebenden Zellen gelang der Forschergruppe um <a href="Peter_Fromherz" title="Peter Fromherz">Peter Fromherz</a> am <a href="Max-Planck-Institut_f%C3%BCr_Biochemie" title="Max-Planck-Institut für Biochemie">Max-Planck-Institut für Biochemie</a> in <a href="Martinsried" title="Martinsried">Martinsried</a>.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Dem Team gelang es 1991 mit Hilfe <a href="Anwendungsspezifische_integrierte_Schaltung" title="Anwendungsspezifische integrierte Schaltung">selbstentwickelter Silizium-Halbleiter</a> Veränderungen des <a href="Elektrische_Feldst%C3%A4rke" title="Elektrische Feldstärke">elektrischen Feldes</a> einer lebenden <a href="Nervenzelle" title="Nervenzelle">Nervenzelle</a> zu messen. Die Schwierigkeit besteht in der unterschiedlichen Art der Kommunikation über elektrische Ladungsträger: Halbleiter bedienen sich der Elektronen, Zellen benutzen Ionen.

1995 war es erstmals möglich, Informationen auch in die andere Richtung zu übertragen.

Ziel dieser Forschung ist es, etwa Prothesen direkt über die <a href="Nervenzelle" title="Nervenzelle">Nervenzellen</a> und somit über das <a href="Brain-Computer-Interface" title="Brain-Computer-Interface">Gehirn steuerbar zu machen</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungen">Anwendungen</h2></div>

<p>Beispiele für Anwendungen sind <a href="DNA-Computer" title="DNA-Computer">DNA-Computer</a>, bei denen die Datenspeicherung und -verarbeitung auf der Basis des Erbmoleküls <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure" title="Desoxyribonukleinsäure">DNA</a> basieren soll. Auf diesem Weg sollen Computer mit extrem hohen Rechenleistungen und extrem schnellen Verarbeitungszeiten geschaffen werden.

</p><p>Weitere Entwicklung sind Molekularspeicher<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> und Pflanzenspeicher.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Das Unternehmen <a href="Neuralink" title="Neuralink">Neuralink</a> arbeitet an der Kommerzialisierung eines <a href="Brain-Computer-Interface" title="Brain-Computer-Interface">Brain-Computer-Interface</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<div class="sieheauch" role="navigation" style="font-style:italic;"><span class="sieheauch-text">Siehe auch</span>: <a href="Mikrosystemtechnik" title="Mikrosystemtechnik">Mikrosystemtechnik</a></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Andere">Andere</h3></div>

<ul><li>Helmut Fink, Rainer Rosenzweig (Hrsg.): <cite style="font-style:italic">Künstliche Sinne, gedoptes Gehirn: Neurotechnik und Neuroethik</cite>. Mentis, Paderborn 2010, ISBN 978-3-89785-694-3.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bioelektronik&rft.btitle=K%C3%BCnstliche+Sinne%2C+gedoptes+Gehirn%3A+Neurotechnik+und+Neuroethik&rft.date=2010&rft.genre=book&rft.isbn=9783897856943&rft.place=Paderborn&rft.pub=Mentis" style="display:none"> </span></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Fachbücher"><span id="Fachb.C3.BCcher"></span>Fachbücher</h3></div>

<ul><li>Krzysztof Iniewski: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">CMOS Bio-Microsystems: Where Electronics Meets Biology</cite>. Wiley, Hoboken, New Jersey 2011, ISBN 978-0-470-64190-3 (englisch).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bioelektronik&rft.au=Krzysztof+Iniewski&rft.btitle=CMOS+Bio-Microsystems%3A+Where+Electronics+Meets+Biology&rft.date=2011&rft.genre=book&rft.isbn=9780470641903&rft.place=Hoboken%2C+New+Jersey&rft.pub=Wiley" style="display:none"> </span></li>

<li>Mark J. Schulz, Vesselin N. Shanov, Yeoheung Yun (Hrsg.): <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Nanomedicine Design of Particles, Sensors, Motors, Implants, Robots, and Devices</cite>. Artech House, Boston 2009, ISBN 978-1-59693-280-7 (englisch).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bioelektronik&rft.btitle=Nanomedicine+Design+of+Particles%2C+Sensors%2C+Motors%2C+Implants%2C+Robots%2C+and+Devices&rft.date=2009&rft.genre=book&rft.isbn=9781596932807&rft.place=Boston&rft.pub=Artech+House" style="display:none"> </span></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Bioelektrochemie" title="Bioelektrochemie">Bioelektrochemie</a></li>

<li><a href="Biophotonik" title="Biophotonik">Biophotonik</a></li>

<li><a href="Neuroprothese" title="Neuroprothese">Neuroprothese</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.fh-aachen.de/forschung/inb/das-institut/">Institut für Nano- und Biotechnologien an der FH Aachen</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.tu.berlin/go21248/">Gemeinsames Labor für Bioelektronik an der TU Berlin</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.fz-juelich.de/de/ibi/ibi-3">AG Bioelektronik am Forschungszentrum Jülich</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.weltderphysik.de/gebiet/leben/news/2007/hybrid-biosensor-aus-zellen-und-transistor-geht-auf-wirkstoffsuche/">Chips und Neuronen im Dialog – Bericht über die Arbeit der Gruppe um Peter Fromherz</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.leibniz-institut.de/archiv/birkholz_29_07_09.pdf">M. Birkholz: Konvergenz in Sicht – Mikroelektronik und Biotechnologie wachsen zusammen</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Handbook of Biochips: Integrated Circuits and Systems for Biology and Medicine</cite>. Springer New York, New York, NY 2022, ISBN 978-1-4419-9318-2, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/978-1-4614-3447-4">10.1007/978-1-4614-3447-4</a></span> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://link.springer.com/10.1007/978-1-4614-3447-4">springer.com</a> [abgerufen am 16. Januar 2023]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bioelektronik&rft.btitle=Handbook+of+Biochips%3A+Integrated+Circuits+and+Systems+for+Biology+and+Medicine&rft.date=2022&rft.doi=10.1007%2F978-1-4614-3447-4&rft.genre=book&rft.isbn=9781441993182&rft.place=New+York%2C+NY&rft.pub=Springer+New+York" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Peter Fromherz: <cite style="font-style:italic">Interfacing von Nervenzellen und Halbleiterchips: Auf dem Weg zu Hirnchips und Neurocomputern?</cite> In: <cite style="font-style:italic">Physik Journal</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>57</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>2</span>, Februar 2001, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>43–48</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/phbl.20010570211">10.1002/phbl.20010570211</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/phbl.20010570211">wiley.com</a> [abgerufen am 16. Januar 2023]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bioelektronik&rft.atitle=Interfacing+von+Nervenzellen+und+Halbleiterchips%3A+Auf+dem+Weg+zu+Hirnchips+und+Neurocomputern%3F&rft.au=Peter+Fromherz&rft.date=2001-02&rft.doi=10.1002%2Fphbl.20010570211&rft.genre=journal&rft.issue=2&rft.jtitle=Physik+Journal&rft.pages=43-48&rft.volume=57" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Michael Leitner: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20190607135439/https://www.futurezone.de/science/article217928837/Datenverlust-vermeiden-Molekularspeicher-sichert-Daten-mehrere-Jahrhunderte.html"><i>Datenverlust vermeiden: Molekularspeicher sichert Daten mehrere Jahrhunderte.</i></a> Archiviert vom <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r250917974">

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</style><span class="dewiki-iconexternal"><a class="external text" href="https://redirecter.toolforge.org/?url=https%3A%2F%2Fwww.futurezone.de%2Fscience%2Farticle217928837%2FDatenverlust-vermeiden-Molekularspeicher-sichert-Daten-mehrere-Jahrhunderte.html">Original</a></span> (nicht mehr online verfügbar) am <span style="white-space:nowrap;">7. Juni 2019</span><span>;</span><span class="Abrufdatum"> abgerufen am 17. Juli 2019</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ABioelektronik&rft.title=Datenverlust+vermeiden%3A+Molekularspeicher+sichert+Daten+mehrere+Jahrhunderte&rft.description=Datenverlust+vermeiden%3A+Molekularspeicher+sichert+Daten+mehrere+Jahrhunderte&rft.identifier=https%3A%2F%2Fweb.archive.org%2Fweb%2F20190607135439%2Fhttps%3A%2F%2Fwww.futurezone.de%2Fscience%2Farticle217928837%2FDatenverlust-vermeiden-Molekularspeicher-sichert-Daten-mehrere-Jahrhunderte.html&rft.creator=Michael+Leitner&rft.source=https://www.futurezone.de/science/article217928837/Datenverlust-vermeiden-Molekularspeicher-sichert-Daten-mehrere-Jahrhunderte.html"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.storing-data-into-living-plant.net/experiment"><i>Storing data into a living plants.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 17. Juli 2019</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ABioelektronik&rft.title=Storing+data+into+a+living+plants&rft.description=Storing+data+into+a+living+plants&rft.identifier=http%3A%2F%2Fwww.storing-data-into-living-plant.net%2Fexperiment"> </span></span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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