Ein Mini-Labor für alle Fälle

»Wir müssen erst die Laborergebnisse abwarten« – ein Satz, der vielen Patienten gut bekannt sein dürfte. Meist dauert es mehrere Tage, bis die Proben ans Labor geschickt, dort analysiert und die Ergebnisse an den Arzt übermittelt sind. Bei vielen Krankheiten ist eine schnelle Diagnose jedoch mitentscheidend für den Therapieerfolg.

Zukünftig muss der Patient vielleicht nur noch kurz im Wartezimmer Platz nehmen, bevor er den Befund bekommt: In einem Verbundprojekt haben Forscher aus sieben Fraunhofer-Instituten eine modular aufgebaute Plattform für in-vitro-Diagnostik entwickelt, mit der sich unterschiedliche Bioanalysen – etwa von Blut und Speichel – direkt in der Arztpraxis durchführen lassen. »Dank ihres Baukastenprinzips ist unsere ivD-Plattform so flexibel, dass sie sich für alle möglichen bioanalytischen Fragestellungen eignet«, so Dr. Eva Ehrentreich-Förster vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in Potsdam-Golm.

Kernelement des Mini-Labors sind Einweg-Kartuschen aus Kunststoff, die mit unterschiedlichen Sensoren bestückt werden können. Für eine Analyse befüllt der Arzt die Kartusche mit entsprechenden Reagenzien – Bindemitteln, die bestimmte Stoffe wie Antigene im Probenmaterial nachweisen. Je nach Fragestellung stehen ihm außerdem unterschiedliche Nachweisverfahren – englisch Assays – bereit. Um einen Assay durchzuführen, muss der Arzt nur die Kartusche mit den entsprechenden Substanzen beladen, der Test läuft dann automatisiert ab. »Wir haben die Assays dabei so optimiert, dass sich in einem einzigen Analyseschritt bis zu 500 Nachweisreaktionen parallel durchführen lassen«, erläutert Ehrentreich-Förster. So erhält der Arzt auch bei komplexen Analysen innerhalb von etwa 30 Minuten ein Ergebnis. Eine neues Modul auf der Rückseite der Kartusche ermöglicht es zudem, das Probenmaterial auf DNA-Ebene zu untersuchen.

Ist die Kartusche entsprechend präpariert, legt sie der Arzt in das Messsystem ein. Die Ergebnisse kann er wahlweise mit optischen oder elektrochemischen Biosensoren auslesen. Für beide Methoden haben die Forscher im Messsystem je ein Auslesefenster mit einem Bypass installiert, durch den die Probe gepumpt wird.

Dr. Ehrentreich-Förster hat neben medizinischen Anwendungen noch weitere Märkte im Blick: »Die ivD-Plattform eignet sich auch für die Lebensmittelanalytik oder für Dopingkontrollen.« Das Mini-Labor steht kurz vor der Marktreife. Die Wissenschaftler stellen die ivD-Plattform vom 23. bis zum 26. März auf der Messe Analytica in München vor.