Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Genlabor zum Mitnehmen

02.05.2007
Kostengünstig und batteriebetrieben: PCR-Gerät im Taschenformat

Eine Vielzahl diagnostischer Methoden basiert auf der PCR (Polymerasekettenreaktion): Mit ihrer Hilfe der lassen sich selbst winzigste Mengen genetischen Materials so vervielfältigen, dass eine Analyse möglich wird - um beispielsweise Erreger gefährlicher Infektionskrankheiten rasch und zuverlässig zu identifizieren. Forscher von der Texas A&M University haben nun den Prototyp eines batteriebetriebenen Taschen-PCR-Geräts entwickelt, den sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie vorstellen. Einfach in Konstruktion und Handhabung ließe sich dieser unkonventionelle Thermocycler für etwa 10 US-Dollar herstellen. Ideal für den Einsatz in Gebieten mit schlechter Infrastruktur.

Die PCR umfasst drei Reaktionsschritte, die wieder und wieder durchlaufen werden müssen, bis genügend Kopien an genetischem Materials hergestellt sind. Der Haken: Alle drei Schritte laufen bei unterschiedlichen Temperaturen (95, ca. 50 und 72 °C) ab. Um diesen Temperaturwechsel zu automatisieren, wurden Thermocycler entwickelt, Geräte, die die Rekationsmischung in vorgegebenen Intervallen heizen, kühlen und wieder heizen, immer und immer wieder. Das ist zeitaufwändig und braucht viel Strom.

Das Team um Victor M. Ugaz fand nun einen erstaunlich simplen Kniff, ohne das lästige Heizen und Kühlen auszukommen. Statt die Temperatur zur Reaktionslösung bringen sie die Reaktionslösung zur Temperatur: In einem geschlossenen Kreislauf durchläuft die Reaktionslösung kontinuierlich drei Zonen, in denen die drei benötigten Temperaturen herrschen. Der Clou: Die Lösung muss dazu nicht einmal umgepumpt werden, sondern tut das von ganz allein. Antreibende Kraft ist ein Phänomen namens Konvektion. Aufgrund des Dichteunterschiedes beginnt ein Fluid zwischen warmen und kalten Bereichen eines geschlossenen Kreislaufs zu zirkulieren.

Herzstück des Prototyps sind drei Metallblöcke, von denen einer per Widerstandheizung auf 95 °C geheizt wird. Schrauben aus einem anderen Metall verbinden die Blöcke miteinander. Richtig ausgelegt sorgt diese Konstruktion dafür, dass sich in den beiden nichtbeheizten Blöcken automatisch die gewünschten Temperaturen einstellen. Auf diese Weise reichen zwei kleine Batterien zum Betrieb des Taschen-Thermocyclers. Als Reaktionsgefäß dient ein feiner Kunststoffschlauch, der um die Blöcke geführt wird. Über dessen Durchmesser kann das Reaktionsvolumen, üblicherweise im unteren Mikroliterbereich, je nach Erfordernissen angepasst werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 17/2007

Autor: Victor M. Ugaz, Texas A&M University, College Station (USA), http://www.che.tamu.edu/people/faculty/info/?fid=11

Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.200700306

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Reaktionslösung Temperatur Thermocycler

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie