SAW-Biosensor und Kapillarelektrophorese (CE) Chip

„Spitzenforschung nutzbar machen!“ – Das Forschungszentrum Karlsruhe präsentiert neueste Entwicklungen im Bereich der Analysesysteme für die Biowissenschaften vom 7. – 9. Oktober 2003 auf der BioTechnica auf dem „Produktmarkt Mikrosystemtechnik“ der IVAM – Halle 2 Stand A 36.

Hohe Anforderungen in der medizinischen Diagnostik fordern innovative Lösungen bei modernen Analysesystemen. Das Forschungszentrum Karlsruhe nutzt bei der Entwicklung miniaturisierter Analysesysteme die Vorteile der Mikrosystemtechnik kleiner, anspruchsvoller, zuverlässiger und preiswerter zu sein. So ist es möglich, bei nur minimalem Probenbedarf Proteine ohne aufwendiges Markieren in Körperflüssigkeiten nachzuweisen oder komplexe Gemische biologischer Substanzen aufzutrennen.

Ein solches System ist der akustische Oberflächenwellen-Biosensor (surface acoustic wave, SAW-sensor) für den direkten, markierungsfreien Nachweis von Biomolekülen (Proteinen u.a.). Durch das Anlagern der zu untersuchenden Biomoleküle auf der sensitiven Oberfläche wird die Ausbreitung akustischer Oberflächenwellen verändert. Diese Veränderung, ein Maß für die Konzentration der Biomoleküle, wird elektronisch erfasst.

Für die Automatisierung der Messung ist der SAW-Sensor in ein Fluss-System aus mikrofluidischen Elementen integriert. Dieses SAW-Biosensor-System arbeitet mit hoher Selektivität und Sensitivität, so dass die Nachweisgrenze für Proteine 4 pg/mm² beträgt. Für den gleichzeitigen Nachweis verschiedener Bio-Moleküle können einzelne Sensoren zu einem Bio-Array parallelisiert werden, bei dem jede Position einzeln ausgelesen werden kann.

Weitere Analysesysteme für Life-Sciences Anwendungen sind die sogenannten Lab-on-a-Chip-Systeme. Sie enthalten diverse mikrofluidische Komponenten, wie beispielsweise haarfeine Mikrokanäle sowie Mikrovermischer, in denen chemische und biochemische Reaktionen durchgeführt werden können. Ein typisches Beispiel stellt die Kapillarelektrophorese (CE) dar, bei der kleinste Stoffgemische mit Hilfe eines angelegten elektrischen Feldes in ihre Bestandteile aufgetrennt werden. Diese CE-Systeme werden üblicherweise mit den am Forschungszentrum Karlsruhe verfügbaren Mikrofertigungstechniken auf Polymerbasis gefertigt.

Weitere Informationen: Email: mikro@mikro.fzk.de oder Tel. 07247 – 825578