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Biotechnologie
- Biosensor spürt kleinste Teilchen auf
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Ob
Schadstoffe im Wasser oder Viren im Blut - mit dem Biosensorsystem S-sens
lässt sich ein breites Spektrum von Stoffen messen. Im Bonner Forschungszentrum
caesar entwickelt, wird der Sensor gegenwärtig in einer Kooperation
mit der Firma Nanofilm Technologie, Göttingen, produziert und vertrieben.
Erste Geräte wurden bereits an die Fachhochschule in Basel und die
Universität Bonn geliefert. Weitere gehen an die Stanford University
und das Forschungszentrum Borstel bei Hamburg. Darüber hinaus gibt
es zahlreiche Interessenten in den USA, Singapur, China und Taiwan. |
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"Unser
Sensor misst Bindungsprozesse zwischen Molekülen - markerfrei und
in Echtzeit", erklärt Dr. Markus Perpeet, Projektleiter S-sens bei
caesar. Herkömmliche Messverfahren verwenden häufig fluoreszierende
oder radioaktive Marker, um die untersuchten Stoffe zu kennzeichnen. Der
Nachteil dabei ist, dass es durch die Markermoleküle zu einer unerwünschten
Beeinflussung und damit einer Verfälschung der untersuchten Wechselwirkung
kommen kann. Die Wis-senschaftler haben daher ein System entwickelt, das
Moleküle aufspüren kann, ohne sie gleichzeitig zu verändern.
"Gegenwärtig
wird der Sensor vorzugsweise in der biochemischen Forschung angewendet",
berichtet Perpeet, "so haben wir unter anderem Bindungsexperimente mit
DNA durchgeführt. Diese sind für die Krebsdiagnose von grossem
Interesse. Wir können auf diese Weise charakteristische Mutationen
des Erbguts identifizieren, die ein erhöhtes Krebsrisiko anzeigen.
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"
Neben der biochemischen Forschung sowie dem medizinisch-pharmazeutischen
Bereich sind der Umweltschutz und die Lebensmittelanalyse viel versprechende
Anwendungsfelder. Das Gerät lässt sich je nach Anforderung in
vielfältiger Weise modifizieren. Die Oberfläche des Chips kann
für ein breites Spektrum von Kopplungsmechanismen eingerichtet werden.
Ihre Methode, unerwünschte Störeinflüsse während einer
Messung zu reduzieren, haben die Wissenschaftler zum Patent angemeldet.
Biosensoren
kombinieren elektronische Bauteile mit biologischen Analysemethoden. |
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S-sens
besteht aus einem Sensorchip, auf dessen Oberfläche Rezeptormoleküle
aufgebracht werden. Für eine Messung wird die Chipoberfläche
in Schwingung versetzt. Analysiert wird eine Flüssigkeit, indem eine
kleine Menge davon über den Chip geleitet wird. Sind die gesuchten
Stoffe in der Probe vorhanden, verbinden sich die entsprechenden Moleküle
mit den Rezeptoren und die Masse an der Chipoberfläche nimmt zu. Diese
Massenzunahme verändert das Schwingungsverhalten des Sensorchips.
Gemessen werden die Amplitude und die Phase der Schwingungen, also ihre
Intensität und ihr zeitliches Verhalten. Das Funktionsprinzip des
Sensorsystems lässt sich mit dem einer hochsensiblen Mikrowaage vergleichen.
Es kann Massenänderungen von weniger als 80 Femtogramm pro Quadratmillimeter
erfassen (1 Femtogramm sind 0,000000000000001 Gramm); das entspricht etwa
dem Gewicht eines E.coli-Bakteriums.
Quelle:
caesar (center of advanced european studies and research) 2006 |
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