Erfolg für Forscherteam des Instituts für Physikalische und Theoretische Chemie »Das Nanolabor« erreicht Platz 2 beim deutschen Start-up Bio-Gründer Wettbewerb 2015

Krankheiten wie Malaria, Krebs oder Chlamydien früher zu erkennen – das ist das Ziel des „Nanolabors“, einer Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlers der Artbeitsgruppe „NanoBioScience“ am Instituts für Physikalische und Theoretische Chemie zusammensetzt. Nun wurde das Forschungskonzept des Teams beim Bio-Gründer Wettbewerb des Kompetenzzentrums Bio-Security mit dem zweiten Platz ausgezeichnet.

Auf Basis der in der Abreitsgruppe von Professor Philip Tinnefeld entwickelten Methode der Signalverstärkung wurde ein neues Verfahren erarbeitet, dass das Potential hat, Krankheiten mit technisch einfachen Hilfsmitteln zu entdecken. Beispielsweise könnten leicht modifizierte Smartphones dafür genutzt werden. Die molekulare Diagnostik soll so nicht mehr ausschließlich auf spezialisierte Labore beschränkt sein, sondern in der vor-Ort-Diagnose in der Arztpraxis oder in Krisengebieten eingesetzt werden können.

Birka Lalkens, Initiatorin des Forschungsprojektes, erklärt: „Das Herzstück dieser neuen Methode ist die sogenannte Nanoantenne. Diese aus DNA bestehende Struktur mit einer Höhe von weniger als 200 nm bindet zwei Goldnanopartikel. Durch plasmonische Effekte wird ein Fluoreszenzsignal von einem Farbstoff, der sich im sogenannten Hotspot in der Mitte zwischen den Nanopartikeln befindet, um ein Vielfaches verstärkt.“ Nach der Patentierung und Veröffentlichung dieser Ergebnisse im Jahr 2012, arbeitet das Team von Prof. Tinnefeld nun daran, den Effekt für die molekulare Diagnostik auszunutzen. Dazu wurde eine Bindungsstelle für verschiedene krankheitsspezifische Marker im Hotspot zwischen den Nanopartikeln geschaffen. Nur wenn dieser Marker im Hotspot vorhanden ist, kann ein zweites fluoreszenzmarkiertes Oligonukleotid im Hotspot anbinden und somit ein vielfach verstärktes Signal generieren, welches das Vorhandensein des Markers eindeutig nachweist.

„Die aktuellen Forschungen zeigen, dass eine Signalverstärkung um mehr als drei Größenordnungen mit dieser Anordnung möglich ist. Dadurch wird die Detektion auch von Markern in geringer Konzentration, wie sie häufig zu Beginn einer Krankheit vorliegen, vereinfacht“, erläutert Lalkens den Forschungsfortschritt.

Im nächsten Schritt soll die Technologie nun mit modifizierten Smartphonekameras kombiniert werden, sodass die Diagnostik unabhängig von komplexer Laborausstattung durchgeführt werden kann. Ziel ist es, die neue Technologie als schnelle und kostengünstige Erkennungsmethode für Krankheiten in Gebieten mit niedrigen technischen Standards einzusetzen.

„Das Nanolabor“-Team setzt sich zusammen aus den Wissenschaftlern Dr. Birka Lalkens, Dr. Guillermo Acuna und Carolin Vietz, dem Betriebswirt Sofiene Roussell sowie Prof. Philip Tinnefeld als Mentor.

Der Bio-Gründer Wettbewerb ist ein jährlich stattfindender, bundesweiter Wettbewerb für Start-up Gründer in den Bereichen Agrar- und Ernährungswirtschaft, Biotechnologie, Biochemie und verwandten Bereichen und wird vom Kompetenzzentrum Bio-Security organisiert.

Kontakt:

Dr. Birka Lalkens
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Arbeitsgruppe NanoBioSciences
Technische Universität Braunschweig
Hans-Sommer-Strasse 10
38106 Braunschweig
Tel.: 0531/391-5395
E-Mail: b.lalkens@tu-braunschweig.de
www.tu-braunschweig.de/pci