DOCX 0.07 MB - Fraunhofer ILT

Presseinformation
Aachen,
04. Oktober 2011
Neues Herstellverfahren für MicroarrayChips zur klinischen Diagnostik
Auf der diesjährigen Biotechnica vom 11. bis zum 13.
Oktober 2011 in Hannover stellt das Fraunhofer-Institut
für Lasertechnik ILT in Halle 9 auf Stand D10 ein
laserbasiertes Desktop-System zur Herstellung von
Protein-Microarray-Chips vor. Diese Arrays können
beispielsweise in der klinischen Diagnostik eingesetzt
werden, um Tumormarker aus Blutproben zu
identifizieren. Auch Infektionskrankheiten lassen sich
damit detektieren. Das ressourcenschonende Verfahren
erlaubt insbesondere komplexe Analysen von geringen
Mengen an wertvollem Biopsiematerial.
Für Microarray-Chips werden zu Diagnosezwecken
minimale Mengen an Biopsiematerial, zum Beispiel aus
Tumorzellen eines Patienten, auf eine Oberfläche
aufgetragen. Vom relevanten Zellmaterial können oft nur
kleinste Mengen gewonnen werden, was den Umfang der
Untersuchungsmöglichkeiten einschränkt. Um eine
zielgerichtete Behandlung des Patienten durchführen zu
können, ist eine umfangreiche Untersuchung des
Biopsiematerials jedoch unerlässlich. Deswegen ist es
wichtig, dass die Biopsie des Patienten zu
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Marketing und Kommunikation
Dipl.-Phys. Axel Bauer
Steinbachstraße 15
52074 Aachen
Telefon 0241 8906-194
Fax 0241 8906-121
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Analysezwecken optimal genutzt wird und als Ausgang
für so viele Microarray-Chips wie möglich dient.
Üblicherweise werden die Chips mit
Mikrodispensersystemen hergestellt. Diese
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Druckersysteme funktionieren ähnlich wie ein
Tintenstrahldrucker. Sie weisen jedoch den
entscheidenden Nachteil auf, dass der Druckkopf bei
vielen für die Analyse wichtigen Proteinen, wie
beispielsweise Immunglobulinen, schnell verstopft. Der
Prozess muss gestoppt und der Druckkopf gereinigt oder
ausgetauscht werden. Dies bedeutet für den Nutzer einen
erheblichen Zeit- und Kostenaufwand.
Druck ohne Druckkopf: zuverlässig, präzise und schnell
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft
und Technologie (BMWi) geförderten INNONET-Projekts
ProtoPrint wurde am Fraunhofer ILT in Zusammenarbeit
mit der GeSiM Gesellschaft für Silizium-Mikrosysteme
mbH ein laserbasiertes Desktop-System zur Herstellung
von Protein- Microarray-Chips entwickelt. Im Gegensatz
zur herkömmlichen Drucktechnik überträgt dieses System
alle Proteine in kleinsten Mengen punktgenau auf das
Trägermaterial. Dem Team um Dominik Riester ist es
gelungen, mit Hilfe des so genannten »Protoprinters« aus
Proteinen ein funktionierendes Testsystem für die
Zellanalytik herzustellen.
Der Druckprozess funktioniert folgendermaßen: Über
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dem Microarray befindet sich ein Glasobjektträger mit
dem Biopsiematerial auf der Unterseite und einer
zwischengelagerten Absorberschicht aus Titan. Ein
gepulster Laserstrahl wird auf die Absorberschicht
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fokussiert, dabei wird die Titanschicht verdampft und das
Probenmaterial durch den entstehenden Vorwärtsimpuls
auf das Microarray übertragen. Dieses laserbasierte
Verfahren kommt ohne Druckkopf aus und kann
deswegen alle relevanten Proteine übertragen. Es
entfallen auch die bei Druckköpfen typischen
Totvolumina, wie sie beispielsweise durch Zuleitungen
entstehen. Die benötigte Ausgangsmenge des wertvollen
Biopsiematerials sinkt drastisch. Darüber hinaus erlaubt
der Protoprinter Spotgrößen von 10 µm bis 300 µm.
Somit können bis zu 500.000 Proteinspots auf eine nur
daumennagelgroße Fläche aufgebracht werden, wodurch
eine sehr hohe diagnostische Dichte erreicht werden
kann. Bisher war es nicht möglich, Probenmaterial mit
einer solchen Präzision und Effizienz in so geringen
Mengen auf einen Träger aufzubringen. »Der
Protoprinter arbeitet zuverlässig sowie ressourcen- und
zeitsparend. Deswegen ist sein Einsatz kostengünstiger
als das eines Microdispensingsystems«, resümiert Riester.
What you see is what you print
Derzeit wird der Protoprinter zur Herstellung künstlicher
hämatopoetischer Stammzellnischen weiterentwickelt.
Dabei legen die Aachener Forscher besonderes
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Augenmerk auf die Integration eines automatisierten,
kameragestützten Erkennungsprozesses. Dieser hat die
Aufgabe, eine gezielte Übertragung von Zellen oder
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Substanzen zu ermöglichen. Der Druckprozess soll so
optimal kontrolliert werden können.
Während des Fraunhofer-Presserundgangs auf der
Biotechnica stellen unsere Experten den Protoprinter
sowie weitere Exponate zum Thema Biorap vor.
Interessenten treffen sich am 11. Oktober 2011 um 15.30
Uhr am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand D10 in Halle 9.
Bildunterschriften:
Bild1: Laserbasiertes Desktop-System Protoprinter.
Bildquelle: Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen.
Bild2: PDMS - Übertragung mit dem Protoprinter.
Bildquelle: Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen.
Ansprechpartner im Fraunhofer ILT
Für Fragen stehen Ihnen unsere Experten zur Verfügung:
Dominik Riester
Biotechnik und Lasertherapie
Telefon +49 241 8906-529
[email protected]
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Marketing und Kommunikation
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Dr. Martin Wehner
Biotechnik und Lasertherapie
Telefon +49 241 8906-202
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