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Mikrofluidik für patientennahe Diagnostik

Labordiagnostik: So klein und doch so nah

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Die vom Fraunhofer ICT-IMM entwickelte Simplex-Plattformtechnologie basiert auf dem schnellen Nukleinsäurenachweis, wobei sie aber nicht nur auf die molekulare Diagnostik beschränkt ist. Die Probenahme der Simplex-Proben-Kassette ist so konzipiert, dass verschiedenste Materialien (von Abstrichproben bis zu flüssigem Probenmaterial) verwendet werden können. Auch bei der Probenprozessierung ist die Flexibilität zur Anpassung an das Probenmaterial gewährleistet. Der Nachweis basiert auf einer einzigen Transfer- und Vorbereitungsflüssigkeit, welche in einem separaten Probenahmeröhrchen vorgelagert ist. Diese Mehrzweck-Flüssigkeit dient zum Ablösen der Proben vom Probensammler und zu deren Homogenisierung. Außerdem ist sie kompatibel mit getrockneten Assayreagenzien für die Amplifikation, ohne vorherige Aufreinigung der Nukleinsäuren. Durch die Lyophilisierung (Gefriertrocknung) der in der Kassette gelagerten Amplifikationsreagenzien wird sichergestellt, dass die Lagerung bei Raumtemperatur möglich ist, was die Lagerkosten drastisch senkt. Die Assayreagenzien können an den Nachweis angepasst werden. So sind neben der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) auch isotherme Amplifikationsreaktionen zur Vervielfältigung der Ziel-DNA in das System integrierbar.

Einsatzmöglichkeiten zur POCT sind vielseitig

Durch die Verbindung der hohen Flexibilität mit einem hohen Automatisierungsgrad, adressiert die Simplex-Plattform eine Vielzahl von Anwendungen und kann die patientennahe Diagnostik revolutionieren. Mögliche Anwendungen sind zum Beispiel der Nachweis von Infektions­erregern und multiresistenten Keimen bei Mensch und Tier. Der Simplex-Pilotaufbau ermöglicht den sofortigen Test von verschiedenen Panels mit einem Set an Krankheitserregern (z.B. Atemwegserkrankungen, sexuell übertragbare Krankheiten, MRSA und ähnliche Resistenzmarker). In dem vom BMBF geförderten Projekt Fastplex widmen sich die Wissenschaftler des ICT-IMM aktuell der Multiplex-Analyse zur Subtypisierung von Influenza-Viren. In 30 Minuten soll eine Probe auf insgesamt 15 verschiedene Erreger getestet werden. Damit soll ein Beitrag zur Abwendung von pandemischen Ausbreitungen von Grippe geleistet werden. Weitere Anwendungsgebiete für POCT-Testsysteme zur Identifikation von Erregern aus Abstrichproben finden sich in der zivilen Sicherheit, der Umweltprüfung, Veterinäruntersuchungen und der Detektion von Pathogenen oder Mikroben in Lebensmitteln, Kosmetik und Indus­trierohstoffen.

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POCT – Technologie mit Zukunftschancen

Das Feld der POCT-Technologie besitzt das Potenzial, die Welt der Medizin in Zukunft stark zu prägen. Viele Hersteller legen ihren Fokus auf die Entwicklung spezialisierter, miniaturisierter Versionen für Kliniken und den Massenmarkt. Der stärkste Antrieb kommt bei einfach zu interpretierenden Tests dabei von der Endverbraucherseite und zielt in Richtung Kostensenkung, höheren Komfort und schnellere sowie genauere Ergebnisse. Denn wann immer ein Patient einen ärztlich verordneten Test zu Hause selbst durchführen kann, profitieren alle Parteien. Es lohnt sich also, den neuesten Entwicklungen der Forschungseinrichtungen auf der Spur zu bleiben.

* Dr. T. Schunck, A. Winkler: Fraunhofer ICT-IMM, 55129 Mainz

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