Entwicklung eines miniaturisierten vollautomatischen Systems zur integrierten Nukleinsäureanalytik von Sputum

Ziel des gemeinsamen Projekts war die Realisierung eines neuen MDX Sytems (molekulardiagnostisches System), das die Durchführung komplexer molekulardiagnostischer Prozessschritte in einem kosteneffizienten Lab-on-a-Chip (LoC) System ermöglicht.

Es wurde ein integriertes Lab-on-a-Chip System entwickelt, das die Durchführung aller diagnostischen Prozessschritte – von der Aufbereitung über die Amplifikation bis zur Detektion – für den Erregernachweis von Atemwegsviren aus Nasen-Rachen-Abstrichproben ermöglicht. Die parallele Entwicklung von Einweg-Analysechip und entsprechendem Instrument führte zu einem kosteneffizienten LOC-System, das zur Identifizierung verschiedener Infektionskrankheiten angepasst werden kann und somit einen komplett neuen Markt für die In-vitro Diagnostik eröffnet.

Ausgehend von Abstrichproben isoliert das Gerät unter Verwendung von magnetischen Silica Beads die in der Probe enthaltene DNA/RNA. Durch reverse Transkription gefolgt von QIAplex PCR-Technologie wird die aufgereinigte Virus-RNA amplifiziert. Nach Hybridisierung mit entsprechenden QIAGEN LiquiChip-Beads und Markierung mit Streptavidin-R-phycoerythrin werden die Zielsequenzen zur Analyse in eine QIAGEN LiquiChip 200 Workstation transferiert. Das neue Gerät verbindet verschiedene einzigartige Lösungen, darunter ein neuartiges Prinzip zur magnetischen Separation, die „on-chip“ nested multiplex Amplifikation und die interne Prozess- und Amplifikationskontrolle.

Der Kern des Geräts ist ein rotierendes Heizkarussell, das schnelle Zykluszeiten erlaubt (Heiz- und Kühlraten bis zu 3.5 K/s). Alle enzymatischen Reagenzien und Primer/Sonden werden gefriergetrocknet im Chip zur Verfügung gestellt.

Die Funktionalität wurde durch direkten Vergleich zwischen automatisch und manuell prozessierten Proben nachgewiesen. Dabei wurde das “ResPlex Panel II” zur Detektion von Atemwegsviren aus Nasen-Rachen-Abstrichen verwendet. Erste Ergebnisse waren vielversprechend und stellen eine exzellente Basis für weitere Entwicklungen dar.

Kontakt: Dr. Klaus Stefan Drese, Wissenschaftlicher Dirketor Forschung und Entwicklung,
Tel.: +49 6131/990 170

Projektdatenblatt 871 KB