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Chancen der Lab-on-a-Chip-Forschung: Dr. Martin Smolka im Gespräch mit Ärzte Exklusiv

Dr. Martin Smolka, Projektleiter des H2020 Projekts NextGenMicrofluidics, hat in einem Interview mit Ärzte Exklusiv über die Rolle von Lab-on-a-Chip-Systemen in der medizinischen Diagnostik gesprochen und skizzierte das Potential von Lab-on-a-Chip-Systemen der Zukunft.

Lab-on-a-Chip, CREDIT: JOANNEUM RESEARCH Materials

"Ein Vorteil der Lab-on-a-Chip-Systeme ist, dass sie es erlauben, komplexe Analysen auch in kleinen Laboren mit relativ wenig technischer Ausrüstung automatisiert ablaufen zu lassen.", sagte Smolka in dem Interview. Damit ermöglichen diese Systeme eine sogenannte Point-of-Care-Diagnostik. "Mittlerweile sind kompakte und portable Geräte verfügbar, wodurch moderne Diagnostikverfahren auch dezentral zum Beispiel beim Hausarzt direkt durchgeführt werden können. Somit müssen medizinische Proben nicht mehr in Zentrallabors geschickt werden.", so Smolka. Damit sind die Ergebnisse nicht nach Tagen, sondern bereits nach Stunden oder sogar Minuten verfügbar, was ein entscheidender Vorteil ist.

Aus der bisherigen Forschungsarbeit sind bereits Produkte für die für DNA-basierte Diagnostik hervorgegangen. Dazu erklärte Dr. Smolka in dem Gespräch: "Mit den Lab-on-a-Chip-Systemen können charakteristische Abschnitte im Erbgut von Krankheitserregern per Schnelltest abgefragt werden. Das Lab-on-a-Chip nimmt dabei die zu untersuchende Probenflüssigkeit in ein Mikrokanal-Netzwerk auf, in dessen Detektionskammer, bildlich gesprochen, DNA-Sequenzen der Testmoleküle gesucht werden, welche zum Beispiel die Antibiotikaresistenz der untersuchten Bakterien anzeigen." Die von der oberösterreichischen Firma GENSPEED Biotech, einem Partner der JOANNEUM RESEARCH, entwickelte kommerzielle Lab-on-a-Chip-basierte Testplattform ermöglicht so den Nachweis von antibiotikaresistenten Keimen. Die Ergebnisse sind in weniger als 100 Minuten verfügbar – ein enormer Zeitgewinn im Vergleich zur Labormessung, die erst nach 24 bis 72 Stunden bekannt ist.

Um diesen neuartigen Chips den breiten kommerziellen Erfolg zu ermöglichen, wird derzeit an einer Produktionsplattform für Lab-on-a-Chip-Diagnostik gearbeitet. Diese zielt darauf ab, die Chips auf Foliensubstraten mittels kontinuierlich ablaufender Rolle-zu-Rolle-Verfahren herzustellen und somit die Bearbeitungsschritte für viele Chips parallel durchzuführen. Damit müssen die Chips nicht mehr als Einzelteile bearbeitet werden, sondern können in großer Stückzahl parallel vom Band laufen. „Diese Weiterentwicklung unserer Produktionsplattform treiben wir derzeit im Rahmen von nationalen und EU-geförderten Projekten voran und erhielten erst kürzlich die Zusage für das von uns koordinierte EU-Projekt NextGenMicrofluidics mit 21 europäischen Partnern und ca. 15 Millionen Euro Gesamtförderung“, führt Smolka an.

Auf die Frage was er mit unbegrenzten Forschungsressourcen entwickeln würde, sagte Dr. Smolka, dass ein sehr sinnvolles Projekt die Entwicklung eines Lab-on-a-Chip-Systems wäre, das dem Hausarzt erlaubt, innerhalb weniger Minuten Erreger von Infektionskrankheiten zur identifizieren. „Das ist eine Aufgabe, der wir uns sehr gern widmen würden.“, so Smolka.
 

Nehmen Sie Teil am online Meeting

Mehr zu dem Thema gibt es am 11. Mai 2020 ab 15:00 Uhr in einem EPIC Online Technology Meeting zu Biosensoren. Im Rahmen dieses Meetings erörtern die Referenten, unter ihnen Dr. Martin Smolka, die Technologien, die für die Herstellung von Biosensoren und Lab-on-a-Chip-Systemen erforderlich sind. Eine indirekte Teilnahme an dem Meeting als Zuhörer ist LIVE über den EPICPhotonics YouTube-Kanal möglich.