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Dipl.-Ing. Soeren Schumacher
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Zeitvorteil - Plattformtechnologie für das Labor von morgen schon heute greifbar
Zeitvorteil - Plattformtechnologie für das Labor von morgen schon heute greifbar
Prof. Dr. Frank Bier, Dr. Eva Ehrentreich-Förster,
In der Regel benötigen medizinische Laboruntersuchungen einige Tage, bis das Ergebnis der Untersuchung auf dem Schreibtisch des Arztes liegt. Dabei vergeht wichtige Zeit, die dem Patienten zugutekommen könnte. Gerade in der Intensivmedizin ist therapeutisches Handeln innerhalb geringer Zeitskalen von entscheidender Bedeutung. Dennoch werden heutzutage Patientenproben oftmals in zentralisierte Labore gebracht, die dann erst nach einigen Stunden dem Arzt ein Ergebnis übermitteln können. Hier setzt ein Verbundprojekt aus sieben Fraunhofer-Instituten an (www.ivd-pl Die einzelnen Lösungen werden damit über ein Sensorfeld gepumpt, auf dem sich z.B. immobilisierte Antikörper befinden. Antigene innerhalb der Probe können bei Spezifität an diese Antikörper binden. Nach einem Waschschritt werden Sekundärantikörper über das Sensorfeld gegeben, die zurzeit entweder mit einem Fluoreszenzfarbstoff oder mit einem elektrochemisch aktiven Label markiert sind. Durch Spottingtechnologie lassen sich so bei einer optischen Ergebnisauslese mittels TIRF (Total internal reflection fluorescence) bis zu 500 verschiedene analytische Parameter auf kleinstem Raum analysieren. Im Fall der elektrochemischen Messung wurden auf einem Siliziumchip bis zu 16 verschiedene Messspots etabliert. Neben der optischen und elektrochemischen Messauswertung, die als Startpunkt der Arbeiten festgelegt wurden, ist die Adaptation von weiteren Sensorprinzipien möglich. Neben der beschriebenen Anwendung der Kartusche als Plattform für einen Immunoassay ist diese auch für die DNA-Analytik nutzbar. Dabei wird ein Probenaufbereitungsmodul vorgeschaltet, das eine PCR-Amplifizierung von z.B. DNA-pathogenen Keimen möglich macht. Das Amplifikat wird dann wiederum über das Sensorfeld gepumpt, auf dem in diesem Fall DNA-Sonden immobilisiert sind. Die spezifische Hybridisierung an DNA-Sonden zeigt nach geeigneter Sensorik (optisch oder elektrochemisch) die Spezies des Keims an. So werden dem Arzt innerhalb einer geringen Zeit am Ort der Probenabnahme wichtige Informationen geliefert, die zu einer geeigneten Therapie beitragen. Zur Durchführung eines Assays muss medizinisches Personal nur das Probenmaterial wie etwa Blut oder Speichel auf die Kartusche geben. Durch die Verwendung von Kapillarblut kann die Belastung des Patienten auf ein Mindestmaß reduziert werden. Durch die Integration aller funktionsfähigen Bauteile wie z.B. der elektrisch gesteuerten Pumpen auf dem Chip läuft der Assay automatisiert in der Kartusche ab. Die Auslese des Ergebnisses erfolgt dann je nach eingesetztem Sensorprinzip in einer Basisstation, die direkt die diagnostische Information ausgibt. Die ivD-Kartusche wurde so konzipiert, dass alle möglichen Assayformate auf ihr realisiert werden können und dies im Hinblick auf eine effiziente und somit kostengünstige Produktion. Zum einen ist dies durch die Auswahl der Bauteile und deren Materialien gegeben, die im Spritzguss als Massenproduktion hergestellt werden können. Durch die Verwendung von PCB-Technik wird die Elektronik ebenfalls zum Massenprodukt. Zum andern steht dahinter eine modulare Produktionsplattform, die einzelne Stationen für verschiedene Fertigungsschritte kombiniert. Durch diesen Aufbau ist es möglich, je nach Kundenwunsch einzelne Produktionsschritte einfach auf das aktuelle Produkt umzustellen, um somit immer eine kostengünstige Lösung bereitzustellen. Damit können sowohl große als auch kleine Stückzahlen der Kartusche hergestellt werden. Innerhalb der ivD-Plattform wurde so ein Produkt entwickelt, das adaptierbar auf verschiedenste medizinische Fragestellungen ist. Neben den in der Routine angewandten Analysen auf Proteinoder DNA-Ebene kann diese Technologie auch z.B. als Plattform für „Companion Diagnostics“ dienen. Letztlich stellt die ivD-Plattform jedoch durch ihre Modularität in Technik und Produktion nicht nur ein Produkt für die medizinische Diagnostik dar. Auch andere Bereiche wie etwa Lebensmittelkontrolle, Dopingtests oder Umweltparameter können zentral am Ort der Probenentnahme untersucht und Entscheidungen schneller getroffen werden. Photo: ENAS |
L&M 4 / 2010Das komplette Heft zum kostenlosen Download finden Sie hier: zum Download Die Autoren:Weitere Artikel online lesenNewsSchnell und einfach die passende Trennsäule findenMit dem HPLC-Säulenkonfigurator unter www.analytics-shop.com können Sie stets die passende Säule für jedes Trennproblem finden. Dank innovativer Filtermöglichkeiten können Sie in Sekundenschnelle nach gewünschtem Durchmesser, Länge, Porengröße, Säulenbezeichnung u.v.m. selektieren. So erhalten Sie aus über 70.000 verschiedenen HPLC-Säulen das passende Ergebnis für Ihre Anwendung und können zwischen allen gängigen Herstellern wie Agilent, Waters, ThermoScientific, Merck, Sigma-Aldrich, Chiral, Macherey-Nagel u.v.a. wählen. Ergänzend stehen Ihnen die HPLC-Experten von Altmann Analytik beratend zur Seite – testen Sie jetzt den kostenlosen HPLC-Säulenkonfigurator!© Text und Bild: Altmann Analytik ZEISS stellt neue Stereomikroskope vorAufnahme, Dokumentation und Teilen von Ergebnissen mit ZEISS Stemi 305 und ZEISS Stemi 508ZEISS stellt zwei neue kompakte Greenough-Stereomikroskope für Ausbildung, Laborroutine und industrielle Inspektion vor: ZEISS Stemi 305 und ZEISS Stemi 508. Anwender sehen ihre Proben farbig, dreidimensional, kontrastreich sowie frei von Verzerrungen oder Farbsäumen. © Text und Bild: Carl Zeiss Microscopy GmbH |