PDF 0,1 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 FraunhoferInstitut 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.
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Marketing und Kommunikation
Dipl.-Phys. Axel Bauer
Steinbachstraße 15
52074 Aachen
Telefon 0241 8906-194
Fax 0241 8906-121
[email protected]
www.ilt.fraunhofer.de
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 Analysezwecken
optimal genutzt wird und als Ausgang für so viele
Microarray-Chips wie möglich dient. Üblicherweise werden
die Chips mit Mikrodispensersystemen hergestellt. Diese
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
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ProtoPrint wurde am Fraunhofer ILT in Zusammenarbeit mit
der GeSiM Gesellschaft für Silizium-Mikrosysteme mbH ein
laserbasiertes Desktop-System zur Herstellung von ProteinMicroarray-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.
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Marketing und Kommunikation
Dipl.-Phys. Axel Bauer
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Der Druckprozess funktioniert folgendermaßen: Über 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 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 Augenmerk auf die
Integration eines automatisierten, kameragestützten
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Erkennungsprozesses. Dieser hat die Aufgabe, eine gezielte
Übertragung von Zellen oder 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]
Dr. Martin Wehner
Biotechnik und Lasertherapie
Telefon +49 241 8906-202
[email protected]
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Marketing und Kommunikation
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