Autonome mobile Biosensoren in der Diagnostik

Die Qualitätskontrolle großindustriell angelegter Produktionsanlagen in pharmazeutischer, Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie muss für einen effizienten Produktionsprozess ein Höchstmaß an Flexibilität aufweisen. Die aktuellen Forschungsarbeiten am Fraunhofer IBMT (Institutsteil Potsdam) im Bereich der T(h)era-Diagnostik beschäftigen sich daher mit der Entwicklung eines autonomen, mobilen Biosensorsystems, welches die bisherige Kontrollmethodik, basierend auf dem Prinzip der Probenentnahme oder einer ortsgebundenen Fixierung von Sensoreinheiten, ablösen soll. Im Verbundprojekt "T(h)era-Diagnostik" entwickelten die Forscher aus Potsdam und Frankfurt (Oder) ein drahtloses bidirektionales Kommunikationssystem, das aus einem Sender-/Empfängersystem mit integriertem Biosensor besteht und die Daten mittels Funkwellen auf eine externe Basisstation überträgt. Ein Biosensor wird hierzu zunächst in eine polymerbasierte Schutzkapsel eingebettet und anschließend in einem mit Kulturmedium befüllten Bioreaktor betrieben. Die Signalgenerierung und die erfolgte Datenübermittlung können anhand einer eigens dafür programmierten Software auf einem Laptop mitverfolgt werden. Die Forscher wollen jetzt das System so weiterentwickeln, dass eine ortsungebundene Überwachung von Fermentationsprozessen erfolgen kann und das Wachstumsverhalten von Mikroorganismenkulturen als Teil der Bioprozessoptimierung kontrollierbar ist. Die dabei bereits jetzt an die Leistungsfähigkeit des verkapselten Biosensorsystems gestellten Bedingungen ermöglichen später den nahtlosen Transfer in weitere Anwendungsfelder, beispielsweise innerhalb der ortsnahen Patientenüberwachung und medizinischen Diagnostik.

Das gemeinsame Ziel dieser Arbeiten, gefördert seit 2009 durch das Land Brandenburg sowie den Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE), ist die Verknüpfung von auf bioanalytischen Methoden und Halbleitertechnologie aufbauenden Biosensoren mit aktuellen Verfahren aus dem Bereich der Telekommunikationstechnik. Das Vorhaben wurde mit insgesamt sechs Partnern aus der Region entwickelt und dient der Förderung der Integration diagnostischer Mikrosysteme zur patientennahen Präanalytik, Analytik und Postanalytik im Labor- und Krankenhausmanagement.

Die Sensoren werden auf der BIOTECHNICA 2013 vom 08.-10. Oktober in Hannover, Halle 9 Stand E09 vorgestellt.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT)