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Der Biosensor S-sens ist vielseitig einsetzbar. Ein breites
Spektrum von Stoffen lässt sich damit messen.
Mithilfe des Sensorchips misst der Biosensor S-sens
Bindungsprozesse zwischen Molekülen - markerfrei und in Echtzeit.
Fotos: caesar
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"Unser Sensor misst Bindungsprozesse zwischen
Molekülen - markerfrei und in Echtzeit", erklärt Dr. Markus Perpeet,
Projektleiter S-sens bei caesar. Herkömmliche Messverfahren verwenden
häufig fluoreszierende oder radioaktive Marker, um die untersuchten
Stoffe zu kennzeichnen.
Der Nachteil dabei ist, dass es durch die Markermoleküle zu einer
unerwünschten Beeinflussung und damit einer Verfälschung der
untersuchten Wechselwirkung kommen kann. Die Wissenschaftler haben
daher ein System entwickelt, das Moleküle aufspüren kann, ohne sie
gleichzeitig zu verändern.
"Gegenwärtig wird der Sensor vorzugsweise in der biochemischen
Forschung angewendet", berichtet Perpeet, "so haben wir unter anderem
Bindungsexperimente mit DNA durchgeführt. Diese sind für die
Krebsdiagnose von großem Interesse. Wir können auf diese Weise
charakteristische Mutationen des Erbguts identifizieren, die ein
erhöhtes Krebsrisiko anzeigen." Neben der biochemischen Forschung
sowie dem medizinisch-pharmazeutischen Bereich sind der Umweltschutz
und die Lebensmittelanalyse viel versprechende Anwendungsfelder. Das
Gerät lässt sich je nach Anforderung in vielfältiger Weise
modifizieren. Die Oberfläche des Chips kann für ein breites Spektrum
von Kopplungsmechanismen eingerichtet werden. Ihre Methode,
unerwünschte Störeinflüsse während einer Messung zu reduzieren, haben
die Wissenschaftler zum Patent angemeldet.
Biosensoren kombinieren elektronische Bauteile mit biologischen
Analysemethoden. S-sens besteht aus einem Sensorchip, auf dessen
Oberfläche Rezeptormoleküle aufgebracht werden. Für eine Messung wird
die Chipoberfläche in Schwingung versetzt. Analysiert wird eine
Flüssigkeit, indem eine kleine Menge davon über den Chip geleitet
wird. Sind die gesuchten Stoffe in der Probe vorhanden, verbinden sich
die entsprechenden Moleküle mit den Rezeptoren und die Masse an der
Chipoberfläche nimmt zu. Diese Massenzunahme verändert das
Schwingungsverhalten des Sensorchips. Gemessen werden die Amplitude
und die Phase der Schwingungen, also ihre Intensität und ihr
zeitliches Verhalten. Das Funktionsprinzip des Sensorsystems lässt
sich mit dem einer hochsensiblen Mikrowaage vergleichen. Es kann
Massenänderungen von weniger als 80 Femtogramm pro Quadratmillimeter
erfassen (1 Femtogramm sind 0,000000000000001 Gramm); das entspricht
etwa dem Gewicht eines E.coli-Bakteriums.
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