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Hochkonzentriert Moleküle messen

Mikrofluidischer Probenträger SpeChip ermöglicht exakte Bestimmung von Proteinkonzentrationen mittels UV-Absorptionsmessung im Hochdurchsatz.

Füllung der Kanalstrukturen des SpeChips durch einen Pipettierroboter.
In der biopharmazeutischen Prozessentwicklung wird die Konzentration von Protein- und DNA-Proben üblicherweise mithilfe von UV/VIS-Spektroskopie ermittelt. Hierbei werden die Proben bei spezifischen Wellenlängen oder im gesamten Spektralbereich untersucht. Die in den Proben enthaltenen Aminosäuren oder Nukleinbasen absorbieren die Lichtstrahlen und die messbare Absorption gibt Aufschluss über die Konzentration in der Probe.

Um die Konzentration von Proteinlösungen automatisiert im Hochdurchsatz bestimmen zu können, werden diese standardmäßig in Mikrotiterplatten überführt und vermessen. Diese Platten bringen jedoch Störfaktoren mit sich. Zum einen ist der Absorptionsbereich, in dem korrekte Proteinkonzentrationen bestimmt werden können, technisch begrenzt. Die Proben müssen deshalb meist um ein Vielfaches verdünnt werden. Gerade bei kleinen Volumina kann dies zu großen Messabweichungen führen. Zum anderen bildet sich durch die Oberflächenspannung der Proben ein Flüssigkeitsmeniskus (Oberflächenkrümmung) in den einzelnen Wells der Platte aus. Die Stärke der Meniskusbildung ist u.a. abhängig von der Proteinkonzentration. Dies führt zusätzlich zu Ungenauigkeiten beim Vergleich von Messergebnissen.

Am Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik (BLT-MAB) des KIT haben Wissenschaftler einen mikrofluidischen Probenträger auf Silikonbasis entwickelt, der den Einfluss von Verdünnung und Menisken bei verringertem Probenvolumen eliminiert und so in einem großen Konzentrationsbereich (ca. 0,1 bis 100 Milligramm Protein pro Milliliter) qualitativ und quantitativ hochwertige Messergebnisse liefert. Der (UV-)transparente Probenträger „SpeChip“ bietet 96 geschlossene Probenkanäle mit jeweils vier Messkammern. Durch die stufenweise Erhöhung der vier Kammern kann in einem Messvorgang bei vier verschiedenen Schichtdicken gemessen werden. Aufgrund der Auslegung im Standardformat 96 und 384 Well sind die Probenträger mit etablierten Roboterplattformen und Spektrophotometern ohne zusätzliche Anpassung nutzbar.

Der neue Probenträger SpeChip wird am Institut mittels Gussverfahren hergestellt. Das KIT sucht Produktions- und Vertriebspartner zur Weiterentwicklung und industriellen Herstellung der Einwegprobenträger.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr. Aude Pélisson-Schecker, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanagerin, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25335

E-Mail: pelisson-schecker@kit.edu

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