16.10.2019 - Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

Diagnostik für alle

Forscher präsentieren kostengünstige Maschine zur Herstellung von Mikroarrays

Mikroarrays sind moderne molekularbiologische Untersuchungssysteme, die die schnelle und parallele Diagnose von unterschiedlichen Krankheiten ermöglichen. Sie sind daher für die Erforschung neuer Impfstoffe unverzichtbar. Wie bei einem Computerchip sind hier viele Informationen auf kleinstem Raum enthalten. Mikroarrays besitzen auf einer Fläche von wenigen Quadratzentimetern tausende verschiedene Biomoleküle, die in einem einzigen Experiment analysiert werden können. Die Herstellung solcher Mikroarrays war bislang sehr teuer und erforderte komplexe Maschinen.

Kostengünstiges, laserbasiertes Verfahren

Die Arbeitsgruppe um Felix Löffler hat sich daher zum Ziel gesetzt ein kostengünstiges Verfahren zu entwickeln und forscht an neuartigen laserbasierten Technologien zur chemischen Herstellung von Mikroarrays. Ähnlich wie bei einer Schreibmaschine, können mittels eines Lasers kleinste Polymer-Nanoschichten, die bestimmte Farben bzw. chemische Bausteine enthalten, in fein definierten Mustern übertragen werden. Anschließend können diese Moleküle durch chemische Reaktionen komplexe künstliche Strukturen erzeugen, die z.B. Teilen eines Krankheitserregers entsprechen. Diese Mikroarrays werden dann für die Erforschung von Impfstoffen oder für Bluttests eingesetzt. Bisher konnte diese Technik jedoch nur von wenigen Spezialisten genutzt werden.

DIY: Mikroarrays selbst gebaut

In Zusammenarbeit der Abteilungen "Biomolekulare Systeme" und "Kolloidchemie" präsentieren Eickelmann et al. einen kostengünstigen Ansatz um Mikroarrays herzustellen und zeigen auch eine erste Anwendung in der Kohlenhydratforschung. Auf Basis eines preiswerten kommerziellen Lasergravierers, der auf einfachen Komponenten der Unterhaltungselektronik (Blu-ray Player) basiert, entwickelten sie ein ganz einfaches System. Zusätzlich bastelten sie aus übrig geblieben Komponenten einen Rotationsbeschichter, der zur Herstellung der (Farb-)Trägerschichten dient. Somit können alle Schritte zur Herstellung eines Mikroarrays in jedem Chemielabor der Welt ohne weitere Spezialausrüstung durchgeführt werden. Alles in allem betragen die Gesamtkosten für dieses System weniger als 200 Euro. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Gerät ist dies 200-mal günstiger.

Felix Löffler, leitender Wissenschaftler, betont: „Das Prinzip eignet sich für viele verschiedene Anwendungen und bietet gleichzeitig großes Potential für die Grundlagenforschung. Es ist sowohl zur parallelisierten Entwicklung von neuen chemischen Reaktionen als auch für die Anwendung in der Krankheitsforschung, zur Synthese von Proteinen, Zuckern sowie DNA geeignet.“

Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

News weiterempfehlen PDF Ansicht / Drucken

Teilen bei

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung
  • News

    Lass uns eine Zelle bauen

    Zellen sind die Grundbausteine allen Lebens. Ihr Inneres bietet eine ideale Umgebung, in der die elementaren Moleküle des Lebens interagieren können, um chemische Reaktionen stattfinden zu lassen und somit Leben ermöglichen. Die biologische Zelle ist jedoch sehr komplex, sodass es schwierig ... mehr

    Otto-Hahn Medaille für Sanja Sviben

    Im Rahmen der 69. Jahreshauptversammlung der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), die am 13. und 14. Juni in Heidelberg stattfindet, erhält die Nachwuchswissenschaftlerin die Otto-Hahn-Medaille. Sie wird für Ihre herausragende Doktorarbeit über die zugrundeliegenden Mechanismen der Biomineralisat ... mehr

    Zucker im Windkanal: Durchbruch für die Glykobiologie

    Einem Berliner Forscherteam um Kevin Pagel von der Freien Universität Berlin und dem Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft und Peter Seeberger vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der Freien Universität Berlin haben die Analyse von Kohlenh ... mehr

Mehr über Max-Planck-Gesellschaft
  • News

    Das Higgs-Teilchen und die Supraleitung

    Ohne den Higgs-Mechanismus hätten Teilchen keine Masse. Daher wird das 2012 entdeckte Higgs-Teilchen auch Gottesteilchen genannt. Es entsteht als schwingende Anregung des Higgs-Feldes, das die Welt durchdringt. Interessanterweise zeigt Supraleitung ähnliche Eigenschaften. Ihre quantenmechan ... mehr

    Eine Ameise auf einem Elefanten wiegen: Quantensprung auf der Waage

    Ein neuer Zugang zur Quantenwelt: Wenn ein Atom beim Quantensprung eines Elektrons Energie aufnimmt oder abgibt, wird es schwerer oder leichter. Ursache ist Einsteins E = mc². Allerdings ist dieser Effekt bei einem einzelnen Atom ultraklein. Trotzdem gelang es nun einer internationalen Koop ... mehr

    Der Code der Fette

    Lipide, oder Fette, haben in unserem Körper viele Funktionen: So bilden sie Membranbarrieren, speichern Energie oder sind als Botenstoffe unterwegs und regulieren so zum Beispiel Zellwachstum und Hormonausschüttung. Viele von ihnen sind auch Biomarker für schwere Krankheiten. Bisher ist es ... mehr