Zentrifugale Mikrofluidik automatisiert Laborprozesse

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Bis zu 120 verschiedene Experimente auf CD-Format

In Zukunft wird die Lab-Disk-Technologie auch auf Prozesse ausgeweitet werden, welche bis jetzt händisch nicht möglich oder nicht wirtschaftlich sind. Mögliche Anwendungsbereiche der Lab-Disk beschränken sich dabei keinesfalls auf die In-vitro-Diagnostik. So wurde in Zusammenarbeit mit dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) Hamburg eine Lab-Disk zur Proteinstrukturanalyse mittels Röntgenkleinwinkelstreuung (engl. Small Angle X-Ray Scattering, SAXS) an Synchrotronen entwickelt. Dabei werden drei Flüssigkeiten innerhalb einer Lab-Disk vollautomatisch und hochgenau in vordefinierten Verhältnissen gemischt. Bis zu 120 verschiedene Experimente finden auf einer einzigen Lab-Disk von der Größe einer CD Platz. Pro Experiment werden dabei nur 240 nl des oftmals kostbaren Probenmaterials benötigt. In ersten Experimenten konnte diese SAXS-Lab-Disk bereits erfolgreich getestet werden. Derzeit wird die Disk in die Bio-SAXS-Strahllinie des EMBL integriert. Dies wird es Nutzern der Linie erlauben, in Zukunft mehr Messungen in kürzerer Zeit und mit deutlich weniger kostbarem Probenmaterial durchzuführen (s. Abb. 1).

Des Weiteren können Lab-Disks für die digitale PCR eingesetzt werden. Dabei finden mehr als 10 000 Amplifikationsreaktionen parallel auf einem einzigen Testträger statt, um durch Zählen der positiven Signale die ursprüngliche Nukleinsäurekonzentration einer Zielsequenz absolut zu quantifizieren. In Kombination mit einer vorausgehenden Nukleinsäureaufreinigung kann die digitale PCR auf einer Lab-Disk direkt von einer Patientenprobe, beispielsweise Vollblut ausgehen. Manuelle Schritte und damit verbundene Fehlerquellen lassen sich so reduzieren. Besonders in der Pränataldiagnostik oder Krebsdiagnostik könnte solch ein Test Anwendung finden.

Probenvorbereitung für das Next Generation Sequencing

Ein weiteres mögliches Zukunftsfeld der Lab-Disk-Technologie ist die Probenvorbereitung. Next Generation Sequencing ist eines der dynamischsten Gebiete des letzten Jahrzehnts. Während sich die Sequenzierung selbst sehr schnell entwickelt, stellt sich die Probenvorbereitung mehr und mehr als Flaschenhals heraus. Durch die Lab-Disk-Technologie kann diese Probenvorbereitung nun mikrofluidisch automatisiert und die anschließende Sequenzierung unterstützt werden.

Hinweis: Am 2. April 2014 bieten Wissenschaftler des HSG-IMIT auf der Analytica 2014 eine Lab-on-a-Chip-Roadshow. Sie richtet sich an R&D-Ingenieure und Entscheidungsträger aus Unternehmen, die ihr Wissen auf dem Gebiet Point-of-Care-Diagnostik erweitern möchten. Die Veranstaltung ist kostenlos, eine Anmeldung erwünscht.

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