Innovative Biosensortechnologie

Dank Biosensortechnologien können Patienten heute ihren Glukoseanteil in Blutproben zu Hause überwachen. Aufgrund der weiteren Entwicklung und Verbesserung dieses neuen Forschungsbereiches wird erwartet, das diagnostische Verfahren auf Laborbasis schrittweise durch ähnlich zuverlässige und äußerst empfindliche Geräte zur Messung von Blutparametern ersetzt werden.

Das PAMELA-Projekt richtete sich auf die Entwicklung eines kosteneffizienten Systems für die Überwachung des Anteils an Prostataspezifischen Antigenen (PSA) im Blut. Dafür wurden Kenntnisse und Verfahren aus den Bereichen der Mikroelektronik und Biotechnologie kombiniert. Die revolutionäre Entwicklung bietet einzigartige Vorteile wie zum Beispiel automatisierte, reproduzierbare, hochempfindliche Echtzeit-Messungen der winzig kleinen PSA-Mengen in Nanogramm pro Milliliter Blut. Das System basiert auf einer optimierten Signalwandlertechnologie, einer verbesserten Signalwandler-/biologischen Schnittstelle, innovativen biologischen Sondenmolekülen und moderner Mikrofluidik.

Eine der wichtigsten Komponenten dieses miniaturisierten Biosensorsystems ist der Signalwandler, der auf zwei grundlegenden Sensortechnologien basiert und zu einer moderneren Konfiguration umgestaltet wurde. Die neuartige Biosensorplattform integriert die Geräte für akustische Oberflächenwellen (SAW) in Form von Love-Wellen und den Sensor für die Oberflächenplasmonen-Resonanz (SPR). Diese einzigartige Kombination gewährleistet die Analyse von mehreren Parametern bei einem Erkennungsvorgang. Dazu gehören die Dicke, der Wassergehalt sowie die Adsorptionskinetik von Proteinschichten.

Im Gegensatz zu den klassischen Immununtersuchungen schließt die Methode zur Aufspürung von akustischen Wellen keine chemischen Modifikationen ein, sondern beinhaltet die direkte Überwachung der physikochemischen Wechselwirkung zwischen den Molekülen, die das Affinitätspaar bilden. Jedes Mal, wenn die Sonden das Analyt (PSA) an der Oberfläche aufspüren, wird dies in ein elektrisches Signal umgewandelt, dessen Größe mit der Analytkonzentration in Zusammenhang gebracht wird. Durch den Einbezug der SPR-Technik wird der Signalwandler zudem empfindlicher und kann dadurch sehr geringe Analytkonzentrationen messen.

Die angebotene Biosensorplattform kann unter Verwendung einer allgemeinen Wahrnehmungsoberfläche eine genaue Bestimmung der physischen Eigenschaften wie Dichte und optischer Index der physisorbierten Proteinschichten gewährleisten. Gleichzeitig erlaubt die einzigartige Konfiguration die Überwachung der Eigenschaften der gebundenen Masse während elektro- und biochemischer Reaktionen. Hierzu gehören Wassergehalt, Filmdicke sowie die feste gegenüber der viskoelastischen Charakterisierung der adsorbierten Filme. Es besteht Interesse an einer Zusammenarbeit mit interessierten Parteien, die sich auf die Gestaltung, Entwicklung und Implementierung von neuartigen miniaturisierten Biosensorplattformen spezialisieren.

Kontakt:
Dr. Andrew Campitelli
IMEC (Biosensor Group)
Kapeldreef, 75
3001 Leuven Belgien
Tel: +32-16-281907
Fax: +32-16-281097
Email: andrew.campitelli@imec.be