Patrick Then

• In this work fluorescence-based single molecule detection at low concetration is investigated, with an emphasis on the usage of active transport and waveguides. Active transport allows to overcome the limits of diffusion-based systems in terms of the lowest detectable threshold of concentration. The effect of flow in single molecule experiments is investigated and a theoretical model is derived for laminar flow. Waveguides on the other hand promise compact detection schemes and show great potential for their possible integration intoIn this work fluorescence-based single molecule detection at low concetration is investigated, with an emphasis on the usage of active transport and waveguides. Active transport allows to overcome the limits of diffusion-based systems in terms of the lowest detectable threshold of concentration. The effect of flow in single molecule experiments is investigated and a theoretical model is derived for laminar flow. Waveguides on the other hand promise compact detection schemes and show great potential for their possible integration into lab-on-a-chip applications. Their properties in single molecule experiments are analyzed with help of a method based on the reciprocity theorem of electromagnetic theory.…
• Diese Arbeit untersucht fluoreszenzbasierte Einzelmoleküldetektion bei niedrigen Konzentrationen, mit einem Fokus auf den Einsatz von aktivem Transport und Wellenleitern. Aktiver Transport ermöglicht es, Limitierungen von diffusionsbasierten Systemen im Hinblick auf die niedrigste erreichbare Konzentration zu überwinden. Der Einfluss von Strömungen auf Einzelmolekülexperimente wird untersucht und ein theoretisches Modell für laminare Strömungen hergeleitet. Wellenleiter hingegen versprechen kompakte Detektorsysteme und zeigen beträchtlichesDiese Arbeit untersucht fluoreszenzbasierte Einzelmoleküldetektion bei niedrigen Konzentrationen, mit einem Fokus auf den Einsatz von aktivem Transport und Wellenleitern. Aktiver Transport ermöglicht es, Limitierungen von diffusionsbasierten Systemen im Hinblick auf die niedrigste erreichbare Konzentration zu überwinden. Der Einfluss von Strömungen auf Einzelmolekülexperimente wird untersucht und ein theoretisches Modell für laminare Strömungen hergeleitet. Wellenleiter hingegen versprechen kompakte Detektorsysteme und zeigen beträchtliches Potential für eine mögliche Integration in lab-on-a-chip Anwendungen. Ihre Eigenschaften in Einzelmolekülexperimenten werden mithilfe einer auf dem Reziprozitätstheorem aus der elektromagnetischen Theorie basierenden Methode analysiert.…