Das ultimative Chip-Labor
Im EU-finanzierten Projekt "Integrated and functional lab-on-chip" (INFULOC) wurde der Weg für ein vollständig integriertes LOC geebnet, das über ein hohes Maß an Funktionalitäten verfügt. Der Schwerpunkt der Anwendungen lag auf den Gebieten Umwelt und Medizin. Durch die Eingliederung von Mikroventilen wurde eine außergewöhnliche Integration auf dem Chip erreicht. Diese ermöglicht eine aufwändige Verarbeitung der zu überprüfenden Flüssigkeiten. Das System kann den empfindlichen optischen Nachweis eines intrazellularen grün fluoreszierenden Proteins erbringen. Für eine noch anspruchsvollere strömungstechnische Steuerung konstruierten die Forscher eine Anordnung für 24 Zellkulturen. Diese Anordnung prüfte die Toxizität von Pyocyanin in einer Brustkrebszelllinie ((Michigan Cancer Foundation-7 (MCF-7). Darüber hinaus konnte sie Leberschäden in menschlichen Krebsgewebezellen der Leber erkennen. Zu den weiteren Verwendungszwecken gehörte die Überwachung der sequenziellen Kombination der Wirkungsweisen eines Chemotherapeutikums sowie von Paclitaxel und Aspirin auf MCF-7-Brustkrebszellen. Um das Aufnahmevermögen zu verbessern, setzten die Wissenschaftler eine neuartige Absorptionsspektrometrie ein, die durch optische Breitband-Resonatoren (BBCEAS) verstärkt wird. Dieses System verwendet Spiegel mit hoher Reflektivität, die den Einsatz einer kostengünstigen Leuchtdiode ermöglichen. Die Integration der BBCEAS auf dem LOC führte zu einem 35-fach erhöhten Ansprechvermögen auf den Ostocalcin-Test, einem Marker für Osteoporose. Ökologische Bedenken veranlassten die Wissenschaftler, Laser-Mikrobearbeitung einzusetzen, so dass ein Bor-dotierter Diamant anstelle von Quecksilber-Elektroden verwendet werden kann. Das System ist in der Lage, Blei in Trinkwasser und Schwermetalle in Flusswasser nachzuweisen. Die Anwendungsgebiete sind breit, zu ihnen gehört auch der Nachweis einer Proteinfehlfaltung, welcher besonders wichtig bei der Alterung und bei der Suche nach Bakterien in Bluttransfusionen ist. Das LOC-Bauelement ist benutzerfreundlich, umweltverträglich und verfügt über ein hohes Vermarktungspotenzial.
Schlüsselbegriffe
Chip-Labor, Umwelt, medizinisch, Mikroventil, Zellkulturanordnung, Toxizität, Laser-Mikrobearbeitung, Proteinfehlfaltung
