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 Advanced Materials: Glas wie Kunststoff bearbeiten
18.05.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Stärkstes Biomaterial der Welt schlägt Stahl und Spinnenseide
17.05.2018 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics