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Information für die Wissenschaft Nr. 30 | 4. Juni 2014
Schwerpunktprogramm „Elektromagnetische Sensoren für Life Sciences: Neuartige Sensorkonzepte und Technologien für biomedizinische Analytik und Diagnostik, Prozess- und Umweltmonitoring“ (ESSENCE, SPP 1857)

Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des Schwerpunktprogramms „Elektromagnetische Sensoren für Life Sciences: Neuartige Sensorkonzepte und Technologien für biomedizinische Analytik und Diagnostik, Prozess- und Umweltmonitoring“ (ESSENCE, SPP 1857) beschlossen. Als Laufzeit sind sechs Jahre vorgesehen, bestehend aus zwei dreijährigen Förderperioden.

Die Leitidee des Schwerpunktprogramms ESSENCE ist die Etablierung interdisziplinärer Forschung auf dem Gebiet elektromagnetischer Sensoren, deren Messprinzip auf der Wechselwirkung zwischen den elektromagnetischen Feldern der Sensoren und den zu untersuchenden oder nachzuweisenden Biomolekülen, Zellen, biologischem Gewebe, Substanzen, Materialien, Stoffen oder Stoffgemischen basiert, mit Fokus auf die obigen Anwendungsfelder in den Lebenswissenschaften. Neben den möglichen praktischen Einsatzfeldern in Medizin, Biologie, Pharmakologie, Lebensmittelchemie, Agrartechnik und Umweltanalytik/Umweltmonitoring, die sich beispielsweise vom klinischen Bereich über Point-of-Care-Anwendungen bis hin zur Labor- und Freifelddiagnostik erstrecken, ist auch die Grundlagenforschung von besonderem Interesse, zum Beispiel in der Molekularbiologie und Toxikologie. Die große gesellschaftliche und wirtschaftliche Relevanz dieser Thematik ergibt sich aus dem Potenzial zur unmittelbaren Verbesserung der Lebensqualität durch schnellere, exaktere und einfacher anzuwendende Analyse- und Diagnoseformen und bietet darüber hinaus sogar Möglichkeiten für neue Therapien.

Wissenschaftliches Ziel und Aufgabe von ESSENCE ist die grundlegende interdiziplinäre Erforschung neuartiger Prinzipien, Konzepte und Technologien elektromagnetischer Sensoren im Mikro-, Millimeter- oder Terahertz-Wellenbereich (300 Megahertz bis 10 Terahertz). Diese zu untersuchenden Sensorklassen reichen von einzelnen, dedizierten Sensoren über Sensorarrays bis hin zu komplexen Multifunktionssensoren, teilweise in Kombination mit neuartigen zugeschnittenen Oberflächenfunktionalisierungen für elektromagnetische „Transducer“ im oben genannten Frequenzbereich. Dies umfasst beispielsweise neue Forschungsansätze für Sensoren zum Nachweis und der Beobachtung spezifischer Moleküle sowohl organischer als auch anorganischer Natur, wie zum Beispiel Proteine und biologische/medizinische Stoffwechselprodukte, Lebensmittelverunreinigungen, Schadstoffe, Umweltgifte und Pharmaprodukte. Weiterhin ist die messtechnische Beobachtung von vereinzelten Zellen und Zellkulturen von hoher Relevanz, zum Beispiel in (human-)biologischen und medizinischen Versuchsreihen wie sie sowohl in der Grundlagenforschung als auch der angewandten Analyse und Diagnostik und dem Pflanzenschutz üblich sind. Zuletzt dienen die Sensoren der Charakterisierung großer Zellverbände und Gewebe, zum Beispiel zur Krebsvorsorge und -behandlung, mobiler medizinischer Vorortversorgung oder vielfältiger minimalinvasiver Diagnoseverfahren im klinischen Bereich, wie zum Beispiel der Gefäßdiagnostik zur Einschätzung des Herzinfarktrisikos.

Im Rahmen dieses Schwerpunktprogramms sollen daher insbesondere wissenschaftliche Projekte mit Forschungsansätzen auf dem Gebiet elektromagnetischer Sensoren im Mikro-, Millimeter- oder Terahertz-Wellenbereich gefördert werden, die eine Kombination mehrerer der nachfolgenden Themenbereiche einschließen:

  • dedizierte Sensorstrukturen mit optimierter Selektivität und Sensitivität
  • nicht invasive beziehungsweise minimalinvasive Sensoren zur Diagnostik
  • EM-Sensor-gestützte Behandlungsmethoden in der Medizin
  • rückwirkungsfreie, beschleunigte oder in Echtzeit ablaufende Testmethoden in den Lebenswissenschaften
  • in- und ex-vivo-Charakterisierungsverfahren von Gewebe und Gewebeunterschieden sowie medizinisch relevanter Substanzen
  • Techniken zur Handhabung kleinster Probenmengen in Verbindung mit darauf abgestimmten Sensorelementen oder Sensorarrays
  • zugeschnittene biologische, chemische oder physikalische Oberflächenfunktionalisierungen für elektromagnetische Sensoren
  • Erforschung von charakteristischen elektromagnetischen Eigenschaften von gesunden und pathologisch veränderten Zellen, Geweben und Substanzen der Biologie und Medizin sowohl in- als auch ex-vivo und chemischen Substanzen, zum Beispiel in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik
  • Untersuchung der nicht thermischen Rückwirkungen (schwacher) elektromagnetischer Felder auf biologische Systeme
  • grundlegende Untersuchungen von biologischen Prozessen auf molekularer Ebene unter Einbeziehung elektromagnetischer Sensoren

Diese Themenstellungen sollen in interdisziplinären Teilprojekten unter Einbindung von Forscherinnen und Forschern aus verschiedenen Disziplinen, wie der Elektrotechnik, Maschinenbau, Physik, Medizintechnik, Chemie, Biologie und Medizin, bearbeitet werden. Bei Projekten mit zwei Antragstellerinnen oder Antragstellern sollten diese aus zwei verschiedenen Disziplinen stammen, einer aus dem Kernbereich der Elektrotechnik mit Expertise auf dem Themenfeld der elektromagnetischen Sensortechnik. Für Projekte mit drei Antragstellern sollten diese mindestens zwei verschiedenen Disziplinen angehören, einer aus dem Kernbereich der Elektrotechnik. Zur Förderung einer starken Interdisziplinarität, Ausgewogenheit und einer großen Vielfalt an Forschungsprojekten ist das Schwerpunktprogramm so ausgelegt, dass in jedem Forschungsprojekt je Antragsteller maximal nur ein wissenschaftlicher Mitarbeiter beantragt werden sollte.

Weiterhin werden zur Verbreitung der Inhalte spezielle Sitzungen zum Thema des Schwerpunktprogramms auf internationalen Konferenzen und ein geeigneter Internetauftritt durchgeführt. Zudem dient der Koordinator und Koordinierungsassistent als Anlaufstelle für Doktoranden, Nachwuchswissenschaftler und Antragsteller. Im Rahmen des Koordinationsprojektes werden auch Gleichstellungsmittel explizit für die Förderung von Wissenschaftlerinnen und jungen Familien sowie Mittel für die Anschubfinanzierung vielversprechender Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler beantragt.

Die vollständigen Anträge (in englischer Sprache) für die erste Förderperiode können bis zum 16. September 2014 bei der DFG elektronisch eingereicht werden. Die Antragstellung erfolgt über das elan-Portal zur Erfassung der antragsbezogenen Daten und zur sicheren Übermittlung von Dokumenten. Bitte wählen Sie das Schwerpunktprogramm aus der angebotenen Liste aus. Wenn es sich bei der Antragstellung um Ihren ersten Antrag bei der DFG handelt, berücksichtigen Sie bitte, dass Sie sich bis zum 1. September 2014 im elan-Portal registrieren müssen. Die Bestätigung der Registrierung erfolgt in der Regel bis zum darauffolgenden Arbeitstag. Ohne vorherige Registrierung ist eine Antragstellung nicht möglich. Für die Antragstellung sind die Vorgaben der Merkblätter 50.05en und 54.01en zu beachten.

Der Senat der DFG hat mit Wirkung vom 27. März 2014 eine Anpassung der bisher geltenden Regelungen zur Gestaltung von Publikationsverzeichnissen beschlossen. Unabhängig von der Anzahl der Antragstellerinnen und Antragsteller sowie der geplanten Förderdauer ihres Projekts können ab sofort einheitlich bis zu zehn Publikationen im projektspezifischen Publikationsverzeichnis genannt werden. Ebenso wurde die maximale Anzahl für Publikationen im wissenschaftlichen Lebenslauf auf zehn angehoben.

Weiterführende Informationen

Das elan-Portal der DFG zur elektronischen Antragstellung ist zu finden unter:

Die DFG-Merkblätter 50.05en und 54.01en stehen unter:

Weitere inhaltliche und organisatorische Informationen finden sich auf der Homepage unter:

Fragen zu den wissenschaftlichen Zielen des Schwerpunktprogramms richten Sie bitte an den Koordinator:

  • Prof. Dr.-Ing. Rolf Jakoby,
    Fachgebiet Mikrowellentechnik,
    Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik,
    Technische Universität Darmstadt,
    Tel. +496151164893,
    jakoby@imp.tu-darmstadt.de

oder dessen Stellvertreter in den Bereichen:

  • Naturwissenschaften:
    Prof. Dr.-Ing. H. Ulrich Göringer,
    Fachbereich Biologie,
    Technische Universität Darmstadt,
    goringer@bio.tu-darmstadt.de
  • Ingenieurwissenschaften:
    Prof. Dr.-Ing. Christian Damm,
    Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik,
    Technische Universität Darmstadt,
    damm@ieee.org

Weitergehende Fragen zur Antragstellung beantworten ihnen bei der DFG:

  • Dr.-Ing. Damian Dudek,
    DFG,
    Kennedyallee 40,
    53175 Bonn,
    Tel. +49228885-2573,
    Fax +49228885-2777,
    damian.dudek@dfg.de
  • Gudrun Freitag,
    DFG,
    Kennedyallee 40,
    53175 Bonn,
    Tel. +49228885-2623,
    Fax +49228885-2777,
    gudrun.Freitag@dfg.de

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