Doktorand*in zur Entwicklung eines elektrofluidischen Chips zur Vesikelsortierung

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist eine der führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Rund 32 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,4 Milliarden Euro.

Das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS entwickelt und fertigt anwendungsspezifische mikroelektronische Lösungen mit einem Schwerpunkt im Bereich der smarten Sensoren. Das Spektrum unserer intelligenten Lösungen reicht von der industriellen Nutzung zur Produktionssteuerung und -erfassung über medizinische Elektronik zur Diagnostik bis zur Umfelderkennung für das autonome Fahren. In der interdisziplinären Arbeitsgruppe Smart System Design erforschen wir innovative elektro-optische Sensorsysteme für biomedizinische Anwendungen der nächsten Generation.

Exosomen sind mit 30-200 Nanometer die kleinsten von lebenden Zellen aktiv ausgeschütteten Vesikeln und spielen eine wichtige Rolle in der Zellkommunikation. Sie besitzen ein enormes Potenzial als Biomarker in der Diagnostik von Krankheiten und können als Träger von therapeutischen Molekülen (z.B. RNA, Proteine) zur zielgerichteten Medikamentenabgabe eingesetzt werden. Mittels Stammzellen lassen sich funktionale Exosomen in ausreichenden Mengen generieren. Die unterschiedlichen Funktionalitäten der Exosomen sind dabei eng mit ihrer Größe verknüpft. Daher besteht ein wichtiger Prozessschritt bei der Gewinnung der Exosomen darin, diese nach ihrer Größe zu sortieren. Hierfür haben sich Mikrofluidische Verfahren als besonders vielversprechend erwiesen.

Ziel der Promotionsarbeit ist die Erforschung eines Mikrofluidik-Chips, mit dem sich Exosomen in einem Array von Säulenstrukturen nach ihrer Größe sortieren lassen. Die Promotionsarbeit ist dabei eingebettet in ein Fraunhofer Verbundprojekt und bietet die Möglichkeit, Teil eines größeren, interdisziplinären Forschungsvorhabens zu sein.

• Zunächst erarbeiten Sie die physikalischen Grundlagen des mikrofluidischen Sortierverfahrens und etablieren hierfür eine Simulationsumgebung.
• In enger Kooperation mit unseren Expert*innen aus anderen Fachabteilungen entwickeln Sie das Design für den Mikrofluidik-Chip, der in den hauseigenen Reinräumen gefertigt wird.
• Ein besonderer Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Hardwareentwicklung, d.h. die Konzeptionierung und Umsetzung eines entsprechenden Testsystems zur mikrofluidischen sowie elektrischen Ansteuerung des Chips. Sie befassen sich dabei mit der Signalverarbeitung, dem analogen und digitalen Schaltungsdesign.
• Die Ergebnisse Ihrer experimentellen Arbeiten veröffentlichen Sie als wissenschaftliche Publikationen und präsentieren sie auf internationalen Konferenzen sowie in den Projektmeetings mit den externen Partnern.
• Darüber hinaus betreuen Sie studentische und wissenschaftliche Hilfskräfte sowie Bachelor- und Masterarbeiten.

• Sehr gut abgeschlossenes Studium (M.Sc. oder Uni-Diplom) in Physik, Elektrotechnik, Medizintechnik, NanoEngineering oder einem vergleichbaren technischen/naturwissenschaftlichen Studiengang
• Idealerweise eine Master- bzw. Diplomarbeit mit signifikantem Anteil an experimenteller Arbeit
• Grundlegende Kenntnisse in Multiphysik-Simulation, Mikrofluidik und Sensorik sowie Mikrocontroller und FPGA.
• Freude an und die intrinsische Motivation zur Beantwortung interdisziplinärer Fragen rund um die Mikrofluidik
• Eine systematische und eigenständige Arbeitsweise, gepaart mit Kreativität, Hands-on-Mentalität und Kommunikationssicherheit

• Sie arbeiten in einem neuausgerichteten Team mit interdisziplinären Wissenschaftler*innen im Bereich Hardwaredesign an zukunftsweisenden Themen
• Promovieren Sie innerhalb von 3 Jahren in einem anwendungsorientierten Thema. Sie können für Ihre praktischen Arbeiten auf sämtliche institutseigene Reinräume und Labore zugreifen. Lehrverpflichtungen werden Ihnen nicht übertragen. Der Doktorgrad wird von der Universität Duisburg-Essen verliehen.
• Während der Promotionszeit werden Sie durch begleitende Angebote unterstützt. So profitieren Sie u. a. von regelmäßigen Promovenden-Coachings, zusätzlicher Betreuung durch Ihre institutsinterne Betreuungsperson sowie dem halbjährlich stattfindenden Doktorandenvortrag vor unserem Doktormütter/-vätergremium mit direkter Feedbackrunde. Zudem lernen Sie bereits während Ihrer Promotion, professionelle Methoden des Projektmanagements sicher anzuwenden und bei der Projektakquise zu unterstützen.
• Bei fristgerechter Einreichung der Dissertation gibt es die Option im Rahmen eines Anschlussvertrags die Forschungsarbeiten weiter zu vertiefen bzw. in andere Bereiche zu wechseln.
• Die Vollzeitstelle als Doktorand*in mit halber Vergütung bietet 50% der Zeit für Ihre Promotion sowie 50% für die Mitarbeit in Forschungsprojekten als wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in.
• Flexible Arbeitszeiten (Gleitzeit mit integrierter Kernarbeitszeit von grundsätzlich 9:30 - 15:00 Uhr, Freitag von 9:30 - 13:00 Uhr) und mobiles Arbeiten an bis zu zwei Tagen für eine bessere Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben
• Betriebliche Altersvorsorge (VBL) und Zuschuss zum Deutschland-Ticket Job
• Sehr gute Verkehrsanbindung mit ÖPNV/Auto sowie kostenlose Tiefgarage und abschließbare Fahrradstellplätze für Mitarbeitende
• Kostenlose Vorsorgeangebote des Betriebsärztlichen Dienstes (BAD), etwa jährliche Grippeimpfung oder Sehtests
• Kostenloser Familienservice, beispielsweise Kindernotbetreuung und Elder-Care
• Corporate Benefits: vergünstigte Angebote namhafter Hersteller und Marken