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13.04.2010

Neuer BioChip: Mini-Labor für unterwegs


Biologische Nachweise, beispielsweise von Krankheitserregern, erfordern bisher ein großes, herkömmliches Labor. Bis die Probe aber dort ankommt, ist in der Regel viel Zeit verstrichen. Der Erreger kann sich währenddessen vermehren und Schaden anrichten. Forscher aus dem EU-Netzwerk Photonics4Life haben jetzt einen Biochip in der Größe einer 1-Cent-Münze konstruiert, der biologische Nachweise innerhalb von wenigen Minuten direkt vor Ort erlaubt.

Die Gruppe um Prof. Jürgen Popp vom Institut für Photonische Technologien e.V. aus Jena zusammen mit der Jena Biochip Initiative einer BMBF-geförderten Nachwuchsgruppe an der Friedrich-Schiller Universität bringt per Tintenstrahldrucker Fängermoleküle auf die haarfeinen Spalte des Biochips. Wird die verflüssigte Probe dann über eine Pumpe durch die feinen Kanäle des Chips gespült und der gesuchte Stoff ist enthalten, binden die Fängermoleküle diesen. Bei dem Prozess wird Silber abgeschieden, was den Spalt elektrisch leitfähig macht. Anhand einer elektrischen Widerstandsmessung können die Forscher auf den gesuchten Stoff und seine Konzentration schließen. "Da unser Hosentaschen-Labor gleichzeitig nach bis zu 40 verschiedenen Biomolekülen wie DNA oder Proteinen suchen kann, ergeben sich ganz neue Möglichkeiten für die biologische Diagnostik", sagt Prof. Popp. Bisher wird der Chip optimiert, um damit Pflanzenschädlinge zu erkennen. DNA-Analysen von Tatverdächtigen, Grundwasserproben oder das Testen von Notfallpatienten auf eingenommene Medikamente sind weitere vielversprechende Einsatzfelder für den Chip.

Den Biochip zeigen die Forscher ab kommender Woche auf der Photonics Europe in Brüssel, der größten Konferenz für wissenschaftliche Neuerungen auf dem Gebiet der Laser- und Optikforschung. Das Schwerpunkt-Thema in diesem Jahr ist die Biophotonik - ein Fachgebiet indem modernste optische Technologien für die Gesundheit eingesetzt werden. Krankheiten lassen sich durch die Biophotonik früher erkennen, ihre Ursachen besser verstehen und gezielter behandeln. Aber auch Umwelt-Einflüsse auf die Gesundheit des Menschen können mit biophotonischen Technologien einfacher und schneller identifiziert und damit bedarfsgerecht beantwortet werden. Mit 134 Beiträgen werden in diesem Feld die meisten wissenschaftlichen Arbeiten in Brüssel vorgestellt. Zwei der größten Koryphäen dieses jungen Gebietes eröffnen die Konferenz: Der Träger des Deutschen Zukunftspreises Prof. Dr. Stefan Hell spricht über die neueste Generation von Mikroskopen, die hoch aufgelöste Filme aus der lebenden Zelle liefern. Der Brite Prof. Kishan Dholakia gibt in seinem Vortrag einen Überblick über Werkzeuge aus Licht, die in lebende Zellen eingreifen und Wirkstoffe direkt hinein transportieren. Am Rande der Konferenz finden zahlreiche Veranstaltungen statt, die sich der Biophotonik widmen, beispielsweise Treffen des EU-Netzwerks Photonics4Life und der weltweiten Organisation Biophotonics4Life.

Photonics4Life ist das europäische Exzellenznetzwerk für Biophotonik. 13 Spitzen- Forschungsinstitute haben sich darin zusammengeschlossen, um eine gesamteuropäische Plattform der Biophotonik für Akademie und Industrie zu etablieren. Das Ziel: Der Forschung einen kohärenten und interdisziplinären Rahmen in dem stark fragmentierten Bereich der Biophotonik in Europa zu bieten. Ein weiteres wichtiges Anliegen ist es, einen Paradigmenwechsel in der Forschung zu initiieren, indem die Bedürfnisse der potentiellen Anwender von biophotonischer Technik, also von Biologen, Ärzten und Patienten, stärker von Anfang an im Mittelpunkt der Forschung stehen. Hierzu soll auf lokaler, nationaler und europäischer Ebene der Dialog und die gemeinsame Forschung von technischen Entwicklern und biomedizinischen Anwendern gestärkt werden. Photonics4Life wird von der Europäischen Kommission innerhalb des 7. Rahmenprogramms finanziert.

Quelle: idw/Institut für Photonische Technologien (IPHT)




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