Patientennahe diagnostische Versorgung realisieren

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Integration – Alles auf einer Kartusche

Der Anspruch bei der Entwicklung der ivD-Plattform bestand darin, ein System zu entwickeln, welches die benötigten Prozessschritte eines Mikroarrays in einem handlichen Format gewährleisten konnte. Im Gegensatz zu vielen anderen Entwicklungen sollte ein System etabliert werden, welches alle benötigten Technologien, Reagenzien und Sensoren in einer Kartusche vereint (s. Abb. 2). Daher wurde hier der technologische Fokus besonders auf das Prinzip der Integration gelegt. Das so entstandene Kernelement ist eine Kartusche, die Pumpen- und Heizfunktionen integriert hat. Zur Prozessierung eines Assays muss lediglich eine Spannung angelegt werden, um etwa eine Blutprobe von der Probenkammer über den Mikroarray zu befördern. Benötigte Waschlösungen und Reagenzien befinden sich ebenfalls vorgelagert auf der Kartusche, sodass keine fluidischen Schnittstellen nach außen bestehen. Eine Basisstation muss somit nur die für die Ansteuerung der Kartusche notwendige Elektronik und die für den Nachweis benötigte Optik oder Elektronik beinhalten. Der Nachweis kann je nach Fragestellung entweder optisch über eine Fluoreszenzmarkierung oder elektrochemisch über ein enzymatisch umgesetztes Substrat erfolgen. Die Auswertung und Quantifizierung der Messergebnisse erfolgt durch eine problembezogene Software.

Offenes Konzept ermöglicht viele Anwendungsgebiete

Durch das offene Konzept der hier vorgestellten Technologie können nun verschiedene Mikroarrays auf die Fraunhofer ivD-Plattform transferiert werden. Somit können auch verschiedene Anwendungsgebiete einfach adressiert werden. Anwendungsgebiete sind vor allem dort zu finden, wo eine (schnelle) Analyse von Parametern vor Ort wichtig ist. Dies ist sicherlich bei der patientennahen diagnostischen Versorgung besonders im notfallmedizinischen Bereich wichtig. Grundsätzlich sind aber auch Anwendungen außerhalb der Diagnostik auf der Plattform realisierbar zum Beispiel in den Bereichen von Umweltschutz, Landwirtschaft oder Lebensmittelkontrolle.

Literatur

[1] Schumacher, S., Nestler, J., Otto, T., Wegener, M., Ehrentreich-Forster, E., Michel, D., Wunderlich, K., Palzer, S., Sohn, K., Weber, A., Burgard, M. Grzesiak, A., Teichert, A., Brandenburg, A., Koger, B., Albers, J., Nebling, E., Bier, F.F.: „Highly-integrated lab-on-chip system for point-of-care multiparameter analysis“; Lab Chip, 2012, 12, 464-473

* *Dr. S. Schumacher, D. Michel, Dr. E. Ehrentreich-Förster, Prof. Dr. F. F. Bier: Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik IBMT, Institutsteil Potsdam, 14476 Potsdam

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