Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tröpfchen als Labor

06.05.2008
Lab-on-a-Chip extrem: PCR-Schnelltest inklusive Probenvorbereitung im Taschenformat

Analytik und Diagnostik im Chipformat sind im Kommen, ihr praktischer Einsatz ist jedoch limitiert, da meist eine separate, nicht miniaturisierte Probenvorbereitung vorgeschaltet werden muss. Jürgen Pipper und sein Team vom Institute of Bioengineering and Nanotechnology in Singapur wollen das ändern.

Sie haben jetzt einen gendiagnostischen Schnelltest entwickelt, der die Vorbereitung realer biologischer Proben mit einer Polymerase-Kettenreaktion (PCR) auf einem Chip zu einer Einheit verbindet. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, dient ein einzelnes Tröpfchen mit magnetischen Nanopartikeln, das durch ein magnetisches Feld auf dem Chip bewegt wird, in diesem miniaturisierten Gesamtanalysensystem als "Laborgerät" für alle Schritte.

Mit Hilfe der PCR lassen sich Gensequenzen vervielfältigen und identifizieren, etwa um einen Krankheitserreger zu entlarven. Dazu muss die Probe zyklisch ein bestimmtes Temperaturprogramm durchlaufen. Aufgrund der langsamen Heiz- und Abkühlzeiten dauert eine Labor-PCR meist mehrere Stunden. Die neue Chip-PCR schafft das inklusive Probenvorbereitung innerhalb von Minuten.

... mehr zu:
»PCR

Anders als bei anderen chipbasierten Methoden kann die reale Probe, z.B. ein Tröpfchen Blut, direkt auf den PCR-Chip gegeben werden, wo es mit einem Tröpfchen vermischt wird, das magnetische Partikel enthält. Diese tragen Antikörper auf ihrer Oberfläche, die spezifisch die interessierenden Zellen aus dem Blutströpfchen binden. Durch Bewegen eines Magneten unterhalb des Chips wird ein Tröpfchen mit den beladenen Magnetpartikeln aus dem Blutströpfchen förmlich wieder herausgezogen und zu den nächsten Stationen geführt - Tröpfchen einer Waschflüssigkeit. Das magnetische Tröpfchen wird jeweils mit dem Wasch-Tröpfchen vereinigt und anschließend wieder durch eine Bewegung des Magneten herausgezogen. Ein weiteres Tröpfchen liefert die für den Zellaufschluss notwendigen Enzyme und Reagenzien.

Die letzte Station ist die PCR-Station. Nach Vereinigung mit einem Reagenzien-Tröpfchen wird das magnetische Tröpfchen wie bei einem Uhrwerk im Kreis immer wieder über vier verschiedene Temperaturzonen geführt, an denen die für die PCR notwendigen unterschiedlichen Temperaturen eingestellt sind. Ein einzelner Zyklus dauert 8 s. Ein Fluoreszenz-Detektor oberhalb einer der Zonen überwacht den Fortgang der PCR (Echtzeit-PCR) und zeigt an, ob und in welcher Menge die gesuchte Gensequenz vorhanden ist.

Mit ihrem neuen PCR-Chip gelang es den Forschern, 30 Zellen, denen die Erbinformation für ein grün fluoreszierendes Protein eingepflanzt worden war, aus 25 µl Blut zu isolieren, 100fach aufzukonzentrieren, zu reinigen, aufzuschließen und in einer Echtzeit-PCR das Gen für das grüne Protein nachzuweisen - und das alles innerhalb von nur 17 min.

Angewandte Chemie: Presseinfo 17/2008

Autor: Jürgen Pipper, Institute of Bioengineering and Nanotechnology (Singapore), http://www.ibn.a-star.edu.sg/research_areas_04_details.php?id=103

Angewandte Chemie 2008, 120, No. 21, 3964-3968, doi: 10.1002/ange.200705016

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.ibn.a-star.edu.sg/research_areas_04_details.php?id=103

Weitere Berichte zu: PCR

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur
17.08.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

nachricht Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein
17.08.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Graduiertenschule HyPerCells entwickelt hocheffiziente Perowskit- Dünnschichtsolarzelle

17.08.2017 | Energie und Elektrotechnik

Forschungsprojekt zu optimierten Oberflächen von Metallpulver-Spritzguss-Werkzeugen

17.08.2017 | Verfahrenstechnologie

Fernerkundung für den Naturschutz

17.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz