Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biosensorchips für die molekulare Diagnostik – Made in Thüringen!

12.10.2012
Die Biochiptechnologie hält Einzug in fast alle Bereiche der Lebenswissenschaften von Medizin, Gendiagnostik, Pharmaforschung bis zur Umweltanalytik. Entscheidenden Nutzen ziehen allen voran die Optimierung der Antigen-Antikörper-Analytik und die markierungsfreie Proteinanalytik.

Die Entwicklung therapeutischer Antikörper hängt wesentlich von der Analyse dieser biomolekularen Wechselwirkungen ab. Auf dem Gebiet der instrumentellen Analytik gibt es präzise Methoden wie die Reflektometrische Interferenzspektroskopie (RIfS), mit denen Biochips ausgelesen werden.


BIAffinity-Messsystem basierend auf der Reflektometrischen Interferenzspektroskopie
Foto: Analytik Jena AG, Jena

Allerdings sind die herkömmlichen Immobilisierungsmatrices problematisch in ihrer Nutzung hinsichtlich Handhabung und Stabilität.

Am Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. in Heilbad Heiligenstadt entwickelten Forscher innerhalb eines Projektkonsortiums mit Thüringer Forschung- und Industriepartnern eine neuartige Immobilisierungsmatrix für Sensoroberflächen auf der Basis von Tetraetherlipiden. Diese Lipide sind Bestandteil der Plasmamembran von Archaeen, welche neben Bakterien und Eukaryoten die dritte Domäne der zellulären Lebewesen bilden. Da sie sich im Laufe der Evolution an extreme Lebensbedingungen hinsichtlich Temperatur, pH-Wert und hohe Salzkonzentrationen angepasst haben, bezeichnet man sie auch als Extremophile, die sich in biologischen Nischen eingenistet haben.

Die Stabilität dieser Mikroorganismen liegt in den Tetraetherlipiden begründet. So sind Etherbindungen auch bei niedrigen pH-Werten stabil, was sie hydrolyseresistent macht und sie darüber hinaus vor enzymatischem Abbau schützt. Die komplett gesättigte Kohlenwasserstoffkette ohne Doppelbindungen macht die Lipide oxidationsunempfindlich. Die isoprenen Verzweigungen verleihen zusätzliche Stabilität und tragen zu einer hohen Packungsdichte beim Aufbau der Membran bei. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Bilayermembranen handelt es sich hierbei um eine monomolekulare Lipidschicht. Aus der gefriergetrockneten Biomasse des Archaeenstammes Sulfolobus acidocaldarius wird das polare Main Phospholipid (MPL) extrahiert.

Aufgrund der großen Polaritätsunterschiede im MPL zwischen den hydrophilen Lipidkopfgruppen und den hydrophoben Alkylketten bilden sich im wässrigen Milieu spontan multilamellare Liposomen. Durch Extrusion dieser Liposomensuspension mittels Polycarbonatmembranen mit definierten Porengrößen von 100 nm lassen sich unilamellare Liposomen herstellen. Kommen diese Liposomen in Kontakt mit den glasbasierten Sensoroberflächen, spreiten die Liposomen zu einem Lipidfilm. Auf dieser membrananalogen Immobilisierungsmatrix lassen sich biologische Fängermoleküle (Liganden) ankoppeln, wodurch Protein- bzw. Immunoassays für die Reflektometrische Interferenzspektroskopie (RIfS) etabliert werden konnten.

Beispielweise wurden gezielt Antikörper immobilisiert, die hoch selektiv und sensitiv C-reaktives Protein (CRP) detektieren. CRP ist ein Akute-Phase-Protein dessen Konzentration im Blut bei entzündlichen (infektiösen und nichtinfektiösen) Erkrankungen ansteigt. CRP stellt somit einen wichtigen diagnostischen Laborparameter dar.

Das Forschungsprojekt des Institutes für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) e.V. "Immobilisierungsmatrices für neue Biosensor-Oberflächen auf der Basis von Tetraetherlipiden" (FKZ: 2007 FE 9010) war Teil des von der Thüringer Aufbaubank geförderten Verbundprojektes TetraSurf (Entwicklung von Biosensor-Chips auf der Basis von Tetraetherlipiden für die biomolekulare Interaktionsanalytik an Centromer-Proteinen und viralen Antigen-Antikörpern, Förderzeitraum: 04/09–03/12).

Weitere Informationen
Prof. Dr.-Ing. Klaus Liefeith,
Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) e.V.,
Heilbad Heiligenstadt,
Telefon: 03606 / 671 500,
E-Mail: klaus.liefeith@iba-heiligenstadt.de

Sebastian Kaufhold | idw
Weitere Informationen:
http://www.iba-heiligenstadt.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geckos kommunizieren überraschend flexibel
29.05.2017 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Bauchspeicheldrüsenkrebs: Forschungsgruppe erprobt erfolgreich neue Diagnose- und Therapieansätze
29.05.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise