Sepsis: Schnelle Diagnostik-Plattform in Scheckkartengröße

Blutvergiftung (Sepsis) ist die dritthäufigste Todesursache in Deutschland. Wer bislang an Sepsis litt, musste bis zu 48 Stunden auf die Laborergebnisse warten. Künftig wird eine neue, mobile Diagnostik-Plattform für eine schnelle, kostengünstige Infektionsdiagnostik bereits während des Transports ins Krankenhaus sorgen. MinoLab besteht aus einer kreditkartengroßen Plastikkarte, die auf ein Analysegerät gesteckt wird, das kleiner als ein Notebook ist. Das System soll Ergebnisse in weniger als einer Stunde liefern und so eine lebensrettende Therapie ermöglichen. Es basiert auf magnetischen Partikeln, die an den zu untersuchenden Zellen in einer Blutprobe andocken und das System vollautomatisch per Magnetkraft durchlaufen. Am Ende des Prozesses erfolgt die Diagnose per Magnetsensorik. Entwickelt wird MinoLab derzeit im gleichnamigen BMBF-Projekt vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI in Leipzig in Kooperation mit der Fraunhofer-Ausgründung Magna Diagnostics. Bis die Diagnoseplattform als Prototyp vorgelegt werden kann, dürften aber noch rund zwei Jahre vergehen.

Die Technik
»Nach der Blutentnahme binden magnetische Nanopartikel über spezifische Fängermoleküle an die Zielzellen in der Blutprobe. Über einen simplen Magneten werden die Partikel samt Krankheitserreger auf die Plastikkarte überführt und durch verschiedene miniaturisierte Reaktionskammern bewegt. Dort erfolgt die Polymerase-Kettenreaktion, eine Methode, um selbst geringste DNA-Sequenzen von Pathogenen millionenfach zu kopieren. Nach erfolgter Vervielfältigung transportieren die Nanopartikel die Pathogen-DNA weiter in die Detektionskammer, in der ein neuartiger magnetoresistiver Biochip Krankheitserreger sowie Antibiotikaresistenzen erkennen kann«, erläutert Dr. Dirk Kuhlmeier, Wissenschaftler am IZI, das Verfahren. »Sämtliche Reaktionen - von der Probenaufbereitung über die Zielmolekülisolation bis zum Nachweis - erfolgen dabei berührungsfrei und vollautomatisch«, sagt der Forscher. Der Routinebetrieb für den Laboranten wird damit deutlich vereinfacht. Zudem sinkt das Risiko einer Kontamination durch Bakterien, die über die Umwelt eingeschleust werden und einen Fehlalarm auslösen.

»Durch die Kombination von magnetischen Nanopartikeln und neuartiger Mikrofluidik sparen wir nicht nur Zeit. Durch die Miniaturisierung entfällt zusätzlich ein umfangreicher apparativer Aufwand«, betont Kuhlmeier einen weiteren Vorteil.

Die Projektpartner
Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI in Leipzig
Magna Diagnostics
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin
Siemens
Dice
microfluidic ChipShop
Austrian Institute of Technology

http://www.fraunhofer.de/

 

GIT Webtipp:
Fachbericht Schnelle molekulare Sepsis-Diagnostik - Biochip für schnelle Pathogenidentifizierung und Resistenzcharakterisierung

 

 

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