BioQ – Brückenschlag von Quantentechnologie zur Biomedizin

Die Gruppe BioQ um die Professoren Martin Plenio, Fedor Jelezko und Tanja Weil will mit den Quanten-Biowissenschaften ein neues Forschungsfeld etablieren und die Quanteneffekte in biologischen Systemen verstehen. Um die Nanowelt zu ergründen und Strukturen und Funktionen einzelner Biomoleküle unter physiologischen Bedingungen sichtbar zu machen, entwickelt die Gruppe hochleistungsfähige Sensoren sowie bildgebende Verfahren. Von diesen Neuheiten soll nicht nur die Grundlagenforschung profitieren. Praktische Anwendungen ergeben sich in der biomedizinischen Diagnostik oder der Pharmaindustrie.

Vom Europäischen Forschungsrat  wurde die Gruppe Ende 2012 mit einem ERC Synergy Grant ausgezeichnet. Mit einer Fördersumme von 10,3 Millionen Euro handelt es sich um das höchst dotierte Forschungsinstrument der Europäischen Union.

Leistungsfähige Systeme mit künstlichen Nanodiamanten

Das Geheimnis der leistungsfähigen Systeme sind künstliche Nanodiamanten. In sogenannten Stickstofffehlstellenzentren der Diamantgitter – das sind Defekte von atomarer Größe – lassen sich Elektronen mit Laser und Mikrowellen kontrollieren. Diese kleinsten Teilchen reagieren äußerst sensibel auf Magnetfelder oder etwa elektrische Felder und erreichen so größte Messgenauigkeit. Ein Ziel von BioQ ist der Einsatz nicht nur im Labor, sondern im lebenden Organismus.
Beispielsweise können so Stoffwechselprozesse im MRT-Scanner beobachtbar werden, die den Erfolg einer Krebsbehandlung anzeigen.

Forschung unter einem gemeinsamen Dach

Die Arbeit der BioQ-Forscher wird ab 2019 im Zentrum für Bio-Quantenwissenschaften (ZQB) gebündelt. In diesem auf die Bedürfnisse der Gruppe abgestimmtem Gebäude entstehen hochtechnologisierte Labore. Abgeschirmt von Störeinflüssen wollen die Forscher kompakte Festkörpersensoren auf Magnetfeldbasis entwickeln, die auf biologische Fragestellungen angewendet werden können.