In dieser Diplomarbeit wurde die Funktionalisierung von auf amorphen hydrogenierten Silizium (a-Si:H) und Polyimid (PI) evanszenten Wellenleitern basierenden Mach-Zehnder Interferometern (MZI) realisiert und mittels Streptavidin-Biotin Model verifiziert. Weiters wurde eine biosensorische Plattform für DNA Experimente etabliert. Für die Realisierung dieses Projektes war vor allem die Etablierung von verschieden Oberflächencharakterisierungsmethoden entscheidend, mithilfe deren die Überwachung des Fortschritts der Funktionalisierung möglich wurde. Ebenso konnte sichergestellt werden, dass das empfindliche MZI Schichtsystem (a-Si:H-SU-8 und PI-Ormoclad) nicht angegriffen oder zerstört wurde. Die Anwendung der Photoelektronenspektroskopie (engl.: X-ray photoelectron spectrometer, XPS) ermöglichte die Charakterisierung der PI und a-Si:H Schichten. Nach dieser Charakterisierung wurden die Schichten mit verschieden chemischen Gruppen (Carboxyl-, Amino- und Sulfhydryl Gruppen) versehen. Das Protokoll für die Funktionalisierung mit Sulfhydryl-Gruppen, gefolgt von einer Biotinylierung der PI und a-Si:H Substrate wurde schließlich gewählt, um das Protein Streptavidin zu immobilisieren. Dabei wurde das fluoreszenzmarkierte Chromeon 642-Streptavidin verwendet, das es erlaubt durch Fluoreszenzscans zusätzliche Informationen zur Oberflächenkonzentration zu erhalten. Dadurch war es möglich auf nicht geblockten biotinylierten PI Kontrollproben 144 +/- 20 fmol/mm2 und auf nicht geblockten biotinylierten a-Si:H Kontrollproben 27 +/- 2 fmol/mm2 Chromeon 642-Streptavidin nachzuweisen. Das blocken der biotinylierten Oberflächen mit Bovine Serum Albumin (BSA) verhinderte eine nicht spezifische Bindung und reduzierte die Konzentration von nun ausschließlich selektiv zu Biotin gebundenem Chromeon 642-Streptavidin auf 80 +/- 20 fmol/mm2 auf PI und 20 +/- 2 fmol/mm2 auf a-Si:H Kontrollproben. Analysen mithilfe von Rasterkraftmikroskopie (engl.: Atomic force microscopy, AFM) auf Kontrollproben zeigte, dass die dünnen PI und a-Si:H Schichten durch die einzelnen Funktionalisierungsschritte nicht angegriffen wurden und die mittlere Rauigkeit nicht über den Wert von Ra=0.60 stieg. Zusätzliche XPS Messungen der Proben erbrachten weitere Informationen bezüglich der Atomkomposition von oberflächennahen Regionen nach unterschiedlichen Funktionalisierungsschritten. Die Resultate der XPS-Messungen stützten die Resultate der Fluoreszenzscans und zeigten mögliche Reaktionswege auf. Nachdem erfolgreich ein Funktionalisierungsprotokoll auf Kontrollproben etabliert wurde, konnten oberflächensensitive MZI-Echtzeitmessungen durchgeführt werden. Diese Messungen wurden als Experimente so geplant, dass zusätzliche Informationen über die Sensorstabilität und Reproduzierbarkeit, sowie die Sensitivität und die Selektivität der chemischen Bindung erhalten wurden. Dabei konnte gezeigt werden das BSA blocken alle nicht spezifischen Interaktionen mit den PI und a-Si:H Oberflächen verhindert und das Chromeon 642-Streptavidin selektiv angebunden werden kann. Allerdings wird dadurch auch das Sensorsignal bei PI-MZI Sensoren um 40% und bei a-Si:H MZI Sensoren um 26% verringert. Diese Resultate entsprechen den Ergebnissen aus den Fluoreszenzmessungen an geblockten und nicht geblockten biotinylierten Kontrollproben, bei denen die Änderung der Oberflächenkonzentration des Chromeon 642-Streptavidins 44% bei PI und 26% bei a-Si:H Substraten betrug. Die kleinste gemessene Konzentration von Chromeon 642-Streptavidin mit den MZI Sensoren war 1,6 nM (0,1 µg/ml), was eine Phasenverschiebung von 0,1pi auf PI und 0,5pi auf a-Si:H-MZI Sensoren erzeugte. Der linearen Bereich liegt bei a-Si:H-MZI Sensoren zwischen 1,6 und 416 nM mit einer chemischen Sensitivität von 0,0026pi/nM und bei PI-MZI Sensoren zwischen 16 und 166 nM mit einer chemischen Sensitivität von 0,0008pi/nM. Dieses Verhalten zeigt, dass für die Messung von Chromeon 642-Streptavidin a-Si:H-MZI Sensoren 3.6 mal sensitiver sind als PI-MZI Sensoren. Neben diesen Messungen wurde auch oberflächensensitive DNA Experimente durchgeführt. Dazu wurden die biotinylierten Sensoren mit einem nicht markierten Streptavidin beschichtet. Die ersten DNA Bindungsexperimente wurden als Referenzmessungen deklariert und zeigten dass der an die Streptavidinoberfläche bindet. Eine nicht spezifische Bindung des komplementären und nicht komplementären DNA Einzelstrangs konnte ausgeschlossen werden, da während den Messungen keinerlei signifikante Signaländerung auftrat. Dies zeigt, dass der Biotin getagte DNA Einzelstrang spezifisch an die Streptavidinoberfläche bindet. Die Hybridisierungsversuche zeigten, dass der komplementäre DNA Einzelstrang an den oberflächengebunden Biotin getagten DNA Einzelstrang bindet. Die resultierende Phasenverschiebung während der Hybridisierung war 2,3 +/- 0,2pi bei a-Si:H-MZI Sensoren und 0.26 +/- 0.02pi für PI-MZI Sensoren. Zusätzlich wurde während eines vergleichbaren Versuches mit nicht komplementären DNA keine Phasenverschiebung und daraus folgend keine Bindung gemessen. Das zeigte wiederum die Selektivität der Bindung des komplementären DNA Einzelstrangs an den oberflächengebundenen DNA Einzelstrang. Diese Resultate ermöglichen nun verschiedene DNA Hybridisierungsexperimente auf a-Si:H-MZI Sensoren. Die Phasenverschiebung auf PI-MZI Sensoren ist für weiterführende DNA Experimente zu gering und muss über andere Strategien erhöht werden. Dies kann beispielsweise über eine Erhöhung der Oberflächenkonzentration an gebundener Einzelstrang DNA mit einer anderen Funktionalisierungsstrategie oder durch Verwendung von DNA Oligonukleotiden mit einer höheren Anzahl an Basen (z.B. 70 statt 25) erreicht werden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass diese Diplomarbeit zwar nur eine limitierte Zahl an möglichen Oberflächenmodifikationen wieder gibt, im Gegenzug jedoch eine große Zahl an weiteren die Möglichkeiten der Oberflächenchemie eröffnet, die zur Entwicklung einer Vielzahl von anwendungsorientierten Biosensoren führen kann., In this diploma thesis, the surface functionalization of amorphous hydrogenated silicon (a-Si:H) and polyimide (PI) evanescent waveguide based Mach-Zehnder interferometers (MZIs) was realized and verified with the model of streptavidin-biotin binding. In addition, a biosensing platform for DNA experiments was established. Important for the successful realization of this project was the implementation of several surface characterization methods, such as the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the surface fluorescence scans and atomic force microscopy (AFM). These methods enable the analysis of the progress of the functionalization and the monitoring of vital layer characteristics such as layer thickness or surface roughness. The XPS allowed to characterize the PI and a-Si:H substrates with respect to their atom composition. Surface modifications with different chemical groups (i.e. carboxyl-, amine- and sulfhydryl-groups) could be realized. The protocol of the sulfhydryl functionalization followed by the biotinylation was then chosen for the streptavidin immobilization. The use of Chromeon 642-streptavidin allowed for fluorescence scans in order to measure the surface concentration. It was found that on unblocked biotinylated PI control samples 144 ± 20 fmol/mm2 Chromeon 642-streptavidin and on unblocked biotinylated a-Si:H control samples 27 ± 2 fmol/mm2 Chromeon 642-streptavidin can bind to the surface. Blocking with bovine serum albumin (BSA) hinders the binding of the Chromeon 642-streptavidin to unspecific binding sites. The specific binding of streptavidin on the biotinylated BSA blocked PI and a-Si:H surfaces amounts to approximately 80 ± 20 fmol/mm2 and 20 ± 2 fmol/mm2 respectively. Atomic force microscopy (AFM) measurements indicated that the thin PI and a-Si:H layers are not damaged in course of the surface reactions and that the surface roughness stays below a mean roughness of Ra =0.60 nm. XPS measurements provided further information, such as the atom composition at the layer surfaces before and after several functionalization steps. These analysis support the results from previous fluorescence scans and indicate possible reaction paths. The progress of the surface modification was analyzed on control samples, and after their successful functionalization, surface sensing real-time measurements on the MZI sensors were performed. These measurements were planned as experiments that provide additional information about the sensor stability, reproducibility and sensitivity of sensors as well as the selectivity of the chemical binding. These measurements showed that the characteristics of a-Si:H- and the PI-MZI sensors were not influenced by chemical treatments during the functionalization and it could be proven that the BSA blocking completely suppresses unspecific interactions of Chromeon 642-streptavidin with the sensor surfaces. As a consequence of the BSA blocking a reduction of the phase shifts by about 40% for PI-MZI sensors and by about 26% for a-Si:H-MZI sensors was found. These results were supported by fluorescence measurements on blocked and unblocked samples, where the bound Chromeon 642-streptavidin concentration was reduced by about 44% on PI and 26% on a-Si:H surfaces. The lowest measured Chromeon 642-streptavidin concentration on the PI- and a-Si:H-MZI sensors was 1.6 nM (0.1 µg/ml), which caused a phase shift of 0.1π and 0.5π on PI and a-Si:H-MZI sensors. The linear range for a-Si:H-MZIs is between 1.6 and 416 nM with a chemical sensitivity (SC) of 0.026 pi/nM and for PI-MZI sensors between 16 and 166 nM with a chemical sensitivity 0.008 pi/nM. Therefore, a-Si:H-MZI sensors have a 3.6 higher SC than PI-MZI sensors for the measurement of Chromeon 642-streptavidin. Beside characterization of the MZI sensors by the Chromeon 642-streptavidin measurements, preliminary surface sensing DNA experiments on MZI sensor were performed. For this purpose unblocked biotinylated MZI sensors got functionalized with unlabeled streptavidin. The first DNA binding experiments, referred to as reference measurements, indicated that the biotin tagged single stranded DNA (ssDNA) bound to the streptavidin surface, because a phase shift corresponding to the binding process could be detected. On contrary, no unspecific interaction of the complementary and non complementary ssDNA strands to the streptavidin sensor surface could be found, which proves that the binding of the biotin tagged ssDNA was selective. The hybridization experiments showed that the complementary ssDNA strands bind to the surface bound biotin tagged ssDNA strand. The resulting phase shifts during hybridization were 2.3 +/- 0.2pi for a-Si:H-MZI sensors and 0.26 +/- 0.02pi for PI-MZI sensors respectively. In experiments with non complementary DNA no phase shift, and therefore, no unselective binding of non complementary DNA was detected, and that proves that the complementary DNA strands binds selective to the surface bound biotin tagged ssDNA strand. These results open up the way for different DNA hybridization experiments on a-Si:H-MZI sensors. For the PI-MZI sensors the remaining phase shifts are too low for advanced experiments and the sensors have to be improved, for example by the increase of the amount of surface bound single stranded DNA. Also the use of oligonucleotides with a higher number of base pairs (e.g. 70 instead of 25) may be possible in order to obtain larger phase shifts. For increasing the numbers of surface bound single stranded DNA, 3D-matrixes or dendrimers could be attached to the sensor surfaces. However, this diploma thesis gives a limited number of possible surface modification ways for the used sensor surfaces, but opens the door to an almost infinite number of surface chemistries, which can be used to create application-orientated biosensors.