Fluoreszenzuntersuchungen – empfindlichere Analysen mit optischen Zellen

Eine neu entwickelte optische Zelle ermöglicht durch die Verwendung größerer Proben eine höhere Empfindlichkeit bei Fluoreszenzuntersuchungen, wie sie in der Chemie und Biotechnologie verbreitet durchgeführt werden.

Zentrales Ziel des CREAM-Projekts war die Entwicklung einer Patrone, die für eine Analyse mit molekular geprägten Polymeren geeignet sein und vor Ort eine Überwachung von Milch auf Antibiotika-Rückstände gestatten sollte. Die entwickelte Patrone besteht aus einer Einheit zur Probennahme, einem Mikroreaktor und einer optischen Zelle, die durch Fluoreszenz eine Detektion der Analytbindung gestattet. Um zu leistungsfähigeren Analysen zu gelangen, führten die Forscher verschiedene Experimente mit der optischen Instrumentenkomponente durch und prüften dabei unterschiedliche Methoden der optischen Detektion.

Bei werden – meist nach mikromechanischen Verfahren hergestellte – optische Zellen verwendet, die aber einen Nachteil aufweisen: Ihr Lichtweg hängt stark von der Substratdicke ab. Daher bestehen für das benutzte Probenvolumen gewisse Einschränkungen, was wiederum in einer begrenzten Analysenempfindlichkeit resultiert. Gelöst wurde dieses Problem durch die Entwicklung und Optimierung einer neuen optischen Zelle, mit der die für die CREAM-Patrone geforderte Analysenspezifität und -empfindlichkeit erreicht werden.

Die Anregung bzw. Detektion dieser in Form eines Arrays aus offenen Kanälen aufgebauten optischen Zelle basiert auf der Verwendung eines modifizierten Ausleuchtungsmusters. Während die Ausleuchtung sonst normal zur Zellenebene erfolgt, wird diese Zelle ihrer Länge nach – also orthogonal zur Zellenebene – ausgeleuchtet. Auf diese Weise lässt sich die Beeinflussung des Endergebnisses durch Streulichteffekte auf ein Minimum reduzieren.

Vor allem ermöglicht es die neue Anordnung, dass der Kanal den Lichtweg bestimmt, während das Probenvolumen durch die Zahl der Kanäle im Array festgelegt werden kann. Diese Kanalarray-Zelle besitzt überdies eine direkte Schnittstelle zum Probenvolumen. Dieser Zellentyp eignet sich gut für Analysepatronen mit Kapillarfüllung. Zum Technologietransfer wird ein Labor-Prototyp angeboten; für weitere gezielte Entwicklungen werden Industriepartner gesucht.

Kontakt:

University of Neuchâtel, Institute of Microtechnology
Prof. Nico F. De Rooij
Jaquet-Droz 1, 2007 Neuchâtel, Schweiz
Tel: +41-32-7205654
Fax: +41-32-7205711
Email: nico.derooij@unine.ch