Feinere Analyseverfahren verbessern Frühdiagnostik bei Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Informationstechnik FIT entwickeln fünf Fraunhofer-Institute eine mikrofluidische Diagnostikplattform (IMIKRID) zur Früherkennung von Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie zur Messung von Laktatwerten im Körperschweiß zur Prävention von Infarkten. Möglich wird dies durch ein neues Nachweisverfahren, das Markerkonzentrationen im Einzelmolekülbereich misst.
Prototyp Mikrofluidik-Chip.
(c) Fraunhofer FIT
Krebs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind in Deutschland immer noch Todesursache Nummer 1. Diese lassen sich jedoch mit guten Erfolgsaussichten behandeln, wenn sie im Frühstadium erkannt werden. Durch die Entwicklung einer verbesserten Frühdiagnostik auf der Basis molekularer Marker, die in geringsten Konzentrationen im Blutserum vorhanden sind, könnten die Heilungschancen und die Lebensqualität betroffener Patienten erheblich gesteigert werden. Im BMBF geförderten Projekt IMIKRID entwickeln unter der Leitung von Fraunhofer FIT fünf Fraunhofer-Institute eine entsprechende Technologieplattform: ein einzelmolekülempfindliches Multisensorsystem, das einen simultanen Nachweis relevanter kardiologischer Marker erlaubt und darüber hinaus eine portable Präventivdiagnostik für Herz-Kreislauf-Erkrankungen ermöglicht.
"Derzeit klinisch eingesetzte Antigenbindungstests sind noch zu unempfindlich", sagt Dr. Harald Mathis vom Fraunhofer FIT, der das Projekt koordiniert. "Möglich wird dies erst durch unser neues Nachweisverfahren, das Markerkonzentrationen im Einzelmolekülbereich bestimmen kann. Kern der Diagnostikplattform ist ein Mikrofluidik-Chip mit Mikrokanälen."
Auf dem Siliziumchip befinden sich in den Mikrokanälen vier unabhängige einzelmolekülsensitive Biosensoren, die auf technologisch unterschiedlichen Sensorverfahren beruhen. Das ganze System ist nur wenige Zentimeter groß und damit etwa zehnmal kleiner als bisherige Analysewerkzeuge. Durch die Miniaturisierung wird der Routineeinsatz als portables Diagnosesystem in Arztpraxen, Rettungswagen, am Patientenbett oder in Form von portablen Geräten am Patienten erstmalig realisierbar.
Zentrale Anwendungsgebiete sind die kardiologische Präventivdiagnostik, um Herz-/Kreislauferkrankungen rechtzeitig und zuverlässig zu erkennen oder zu beobachten, und die onkologische Frühdiagnostik, die mit dem System bereits in einem sehr frühen, präsymptomatischen Stadium erfolgen kann. Drittes Einsatzgebiet ist die Laktatwertüberwachung durch Körperschweißanalyse, sowohl im Bereich Infarktprävention als auch zur Fitnesskontrolle im Leistungs- oder Breitensport. Ein handliches Diagnosegerät auf Basis der IMIKRID-Technologie kann hier aufwendige Labormethoden ersetzten und die Analysezeit auf wenige Minuten verkürzen.
Die Abteilung für Biomolekulare Optische Systeme - BioMOS des Fraunhofer FIT präsentiert die Ergebnisse des BMBF-Forschungsprojekts Integrierte mikrofluidische Diagnostiksysteme - IMIKRID vom 6.-8. Oktober 2009 auf der Biotechnica in Hannover.
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