Forschungsprojekt: Verbundprojekt Chipbasiertes Durchfluss-PCR-System für die mobile vollständige Nukleinsäureanalytik von biologischen Gefahrstoffen (ChipFlussPCR) – Teilvorhaben: Grundlegende Untersuchungen zum schnellen und sicheren Erregernachweis für den vor-Ort-Einsatz

Kurzbeschreibung:

Zielstellung des Projektes war der schnelle und eindeutige Nachweis biologischer Gefahrstoffe. Dieses Ziel sollte mit einem mobilen System unter Einsatz der Lab-on-a-Chip-Technologie, innovativer optischer Technologien und den entsprechenden Markersystemen sowie innovativer Polymerasen-Ketten-Reaktion-(PCR-)basierter Identifikations- und Detektionsmethoden erreicht werden. Das zu entwickelnde Lab-on-a-Chip-System integriert Probenvorbereitung (die Extraktion der Nukleinsäuren aus den realen Proben), Amplifikation (die spezifische Vervielfältigung der Nukleinsäuren verschiedener Erreger mittels PCR) sowie Detektion (den optisch-elektronischen Nachweis der amplifizierten Nukleinsäuren) auf einem einzelnen Chip. Alle Prozessschritte nach Probengewinnung und Einbringung in das Probengefäß sind räumlich und zeitlich integriert und machen somit eine umfangreiche manuelle Handhabung sowie die Notwendigkeit spezieller Laboratorien überflüssig. Wie im Akronym bereits angedeutet, ist das zentrale Element des hier vorgestellten Lab-on-a-Chip das PCR-Modul. Auf die zeitaufwendigen Schritte konventioneller PCR-Systeme, das Hochheizen und besonders das Herunterkühlen von Thermoelementen und Reaktionsgefäßen, wurde verzichtet. Stattdessen wird die Reaktionslösung im kontinuierlichen Fluss über stationäre Temperaturzonen geführt. Dies ermöglicht eine erhebliche Verkürzung der Reaktionszeit von bisher 30 bis 60 Minuten auf weniger als 15 Minuten und integriert zudem noch die Probenvorbereitung und -detektion. Ein solches Lab-on-a-Chip-PCR-System ist simpel, klein und robust genug, um direkt vor Ort zum Einsatz zu kommen und benötigt für die gesamte Analyse einschließlich der gesamten Probenvorbereitung weniger Zeit als konventionelle Geräte allein für die PCR.

Laufzeit: 2007 bis 2011