PCR-Schnelltest im Taschenformat

Foto: Tropfen Blut

Ein Bluttropfen kann als Probe
im PCR-Schnelltest verwendet
werden; © Stechow/Pixelio.de

Jürgen Pipper und sein Team vom Institute of Bioengineering and Nanotechnology in Singapur haben einen gendiagnostischen Schnelltest entwickelt, der die Vorbereitung realer biologischer Proben mit einer Polymerase- Kettenreaktion (PCR) auf einem Chip zu einer Einheit verbindet. Ein einzelnes Tröpfchen mit magnetischen Nanopartikeln, das durch ein magnetisches Feld auf dem Chip bewegt wird, dient in diesem Gesamtanalysensystem als "Laborgerät" für alle Schritte.

Mit Hilfe der PCR lassen sich Gensequenzen vervielfältigen und identifizieren, etwa um einen Krankheitserreger zu entlarven. Aufgrund der langsamen Heiz- und Abkühlzeiten dauert so eine Labor-PCR meist mehrere Stunden.

Anders bei dem neuen Schnelltest. Die reale Probe, zum Beispiel ein Tröpfchen Blut, kann direkt auf den PCR-Chip gegeben werden, wo es mit einem Tröpfchen vermischt wird, das magnetische Partikel enthält. Diese tragen Antikörper auf ihrer Oberfläche, die spezifisch die interessierenden Zellen aus dem Blutströpfchen binden. Durch Bewegen eines Magneten unterhalb des Chips wird ein Tröpfchen mit den beladenen Magnetpartikeln aus dem Blutströpfchen förmlich wieder herausgezogen und zu den nächsten Stationen geführt.

Nach Vereinigung mit einem Reagenzien-Tröpfchen wird das magnetische Tröpfchen wie bei einem Uhrwerk im Kreis immer wieder über vier verschiedene Temperaturzonen geführt, an denen die für die PCR notwendigen unterschiedlichen Temperaturen eingestellt sind. Ein Fluoreszenz-Detektor oberhalb einer der Zonen überwacht den Fortgang der PCR und zeigt an, ob und in welcher Menge die gesuchte Gensequenz vorhanden ist.

Mit ihrem neuen PCR-Chip gelang es den Forschern, 30 Zellen, denen die Erbinformation für ein grün fluoreszierendes Protein eingepflanzt worden war, zu isolieren, 100fach aufzukonzentrieren, zu reinigen, aufzuschließen und in einer Echtzeit-PCR das Gen für das grüne Protein nachzuweisen - und das alles innerhalb von 17 Minuten.

MEDICA.de; Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.