Mit einem neuen Verfahren produzieren Heidelberger Forscher Analysematerial zur Diagnose von Krankheiten
Der Biochip aus dem Laserdrucker

Dieser Laserdrucker bringt jeden Schreibtisch zum Zusammenbrechen: Drei Meter lang, mehrere hundert Kilogramm schwer schwer und mit 20 Tonerkartuschen bestückt. Aus dem Gerät heraus kommen dann auch keine bedruckten Papierbögen, sondern Biochips, die Nachfahren des Reagenzglases beim Aufspüren von Krankheiten.

HB HEIDELBERG. Statt Papier wird in den Drucker eine Glasplatte eingelegt; statt Farbe druckt das Gerät Aminosäuren. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) haben das Verfahren entwickelt; ihre Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart sind die Erbauer des Prototyps.

Biochips sind Plättchen, auf die im vorliegenden Fall Peptide – Eiweißstoffe – aufgebracht werden, die die Strukturen eines Krankheitserreger nachbilden. Mit ihrer Hilfe lassen sich Antikörper im Blut entdecken. Dazu wird eine Blutprobe auf den Chip gestrichen. Die Peptide auf dem Träger-Chip und die Antikörper im Blut passen wie ein Schlüssel zu einem Schloss. Steckt der Schlüssel im richtigen Schloss, wird dies durch eine Farbmarkierung angezeigt. Die Krankheit ist identifiziert.

Das Problem bisher: „Bei heutigen Biochips gibt es Schwierigkeiten, ausreichend Peptide auf den Träger zu bringen. In der Praxis ist bei 8 000 auf einer DIN A4-Seite Schluss. Die gängigen Verfahren wie Auftupfen, Lithographie und Tintenstrahldruck stoßen an ihre Grenzen“, berichtet Volker Stadler von der Abteilung für Chip-basierte Peptidbibliotheken des DKFZ. Um aber beispielsweise einen Malariaerreger komplett abzubilden, braucht man 500 000 verschiedene Peptide. Der spezielle Laserdrucker löst die Platzprobleme auf dem Biochip. Der Apparat bringt die Peptide nicht wie die anderen Druckverfahren flüssig auf den Glasträger, sondern in Pulverform. Dadurch verschmiert nichts mehr und eine höhere Anzahl von Peptiden passen auf den Biochip.

Der Drucker hat in seinem Innern 20 Tonerkartuschen, in denen statt Farbpartikel Aminosäuren lagern. Aus der Kombination mehrerer Aminosäuren entstehen die Peptide – so wie aus den drei Grundfarben rot, gelb und blau alle anderen Töne gemischt werden können. Der Glasträger des Biochips fährt auf einem Schlitten unter den Tonerkartuschen her. Durch elektrostatische Wechselwirkungen werden die Aminosäuren aufs Glas gebracht. Sie werden durch Hitze verflüssigt, verbinden sich zu Peptiden und bleiben auf dem Träger haften.

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Der Biochip aus dem Laserdrucker

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