Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

BAM entwickelt Standards und Normen für Microarrays

16.12.2013
Nachvollziehbare Tests sind in vielen Bereichen der Wissenschaft unbedingt notwendig.

Die Ergebnisse sollten vergleichbar sein, egal, ob der Test in Labor A oder Labor B durchgeführt wurde. Eine Untersuchung der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung zeigte, dass Tests, die die Microarray-Technologie nutzen, keineswegs immer zu gleichen Ergebnissen führen.

Auf einem Microarray, auch Biochip genannt, können auf einem beschichteten Glasträger viele verschiedene Tests auf einer Fläche von wenigen Quadratmillimetern durchgeführt werden.

"Doch bisher fehlen entsprechende Standards und Referenzmaterialien“, sagt Paul Dietrich von der BAM. Denn die Beschaffenheit dieser Glasträger könne das Ergebnis beeinflussen.Die Wissenschaftler der BAM haben sich deshalb die einzelnen Schritte bei der Produktion der Microarrays angeschaut und vergleichende Tests durchgeführt und kommen zu dem Ergebnis: Um die Tests mit Microarrays besser nachvollziehen zu können, braucht es Standards und möglichst einen Modellglasträger, der als Referenz dient.

Eingesetzt werden Microarrays derzeit vor allem in der Forschung. Ihr Potential könnte aber auch die Medizin deutlich voranbringen. Denn die Testmethodik ist vergleichsweise preiswert. „Zudem lassen sich Tests mit einem hohen Durchsatz verwirklichen, man spart Zeit, und benötigt nur geringe Mengen an zu testender Ausgangssubstanz. Ein kleiner Bluttropfen oder ein winziges Gewebestück reichen aus“, sagt der Chemiker Dietrich. Ein Schnelltest am Krankenbett oder auch zu Hause wäre in Zukunft dann möglich. Aufgrund fehlender Standards und Kontrollmöglichkeiten sei die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse aber oft nur eingeschränkt möglich, so Dietrich weiter. Insbesondere für den medizinischen Einsatz sind diese aber notwendig.

Die BAM hat neben eigenen Tests auch einen so genannten Ringversuch mit fünf verschiedenen Laboren durchgeführt. Bei dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) unterstützten Projekt hat die BAM mit der Scienion AG, einem auf Microarrays spezialisierten Unternehmen, zusammengearbeitet. Die Labore bekamen bei dem Ringversuch identisch vorbereitete Glasträger als Referenzmaterial, auf dem sich ein kurzer Baustein des Erbgutträgers DNA befand. Im Fachjargon spricht man auch vom Bedrucken der Glasplättchen. Dazu wurde eine Versuchsanleitung mitgeliefert, nach der der Test durchgeführt werden musste. „Trotz identischer Microarrays, einheitlicher Protokolle und Reagenzien waren die Ergebnisse der einzelnen Labore, die sich an renommierten Instituten und Kliniken in Europa befinden, sehr unterschiedlich und lagen teilweise weit außerhalb der Fehlertoleranz“, berichtet Dietrich.

Bei den BAM-eigenen Tests kamen verschiedene Techniken der Oberflächenanalytik zum Einsatz: die Oberflächen der Glasplatten und der Grenzflächen zwischen den einzelnen aufgebrachten Schichten wurden mit der Röntgenphotoelektronenspektroskopie und der Flugzeit-SekundärIonenmassenspektrometrie untersucht. „Mit diesen Techniken ist es möglich, ganz genau auf die ersten zehn Nanometer einer Oberfläche zu schauen“, sagt Dietrich. Nach ihren Untersuchungen empfehlen die Experten den Einsatz von Glasträgern, die nach spezifischen Protokollen gereinigt wurden. Doch worauf muss man dabei achten? Darauf können die Wissenschaftler jetzt eine Antwort geben.

Der Aufbau der Biochips ist meist sehr ähnlich. Der Glasträger wird chemisch beschichtet. Darauf kann dann ein Biomolekül wie ein Zucker-, DNA- oder Proteinbaustein binden. Sie dienen als Fängermolekül für das zum Beispiel im Serum oder Urin des Patienten nachzuweisende Biomolekül. Wie viele Fängermoleküle sich auf der beschichteten Oberfläche befinden, spielt eine Rolle für die Aussagekraft des Tests. Ebenso auch die Lagerung der Biochips. Auch diese beiden Aspekte wurden mittels der spektrometrischen Methoden untersucht.

Das Projekt ist mittlerweile abgeschlossen. Die Arbeiten werden aber in einem von der EU im Rahmen des Europäischen Metrologieforschungsprogramms (EMRP) geförderten Forschungsvorhaben namens „BioSurf“ fortgeführt. An BioSurf beteiligen sich neben der BAM nationale Metrologieinstitute, Biochiphersteller und Anwender. Ein Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Referenzmaterials für ein zuckerbasiertes Microarray.

Kontakt:
Dr rer. nat. Paul Dietrich
Abteilung 6 Materialschutz und Oberflächentechnik
E-Mail: paul.dietrich@bam.de

Dr. Ulrike Rockland | idw
Weitere Informationen:
http://www.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung