Forschungsgesellschaft für Messtechnik,
Sensorik und Medizintechnik e.V. Dresden

Entwicklung eines tragbaren optischen Sensorsystems für die Tierdiagnostik

Im Rahmen des Projektes wurde ein miniaturisierter Messaufbau basierend auf hochinnovativer 1-λ-Reflektometrischer Interferenzsensorik (1-λ-RIfS) realisiert. Das System ermöglicht die simultane Detektion mehrerer krankheitsrelevanter Parameter aus einer Blutprobe. Es ist nicht auf die Zumischung von Reagenzien angewiesen und kann sowohl als tragbares Gerät als auch zum Auslesen von Mikrotiterplatten im Labor verwendet werden. Die Analysezeiten, der Arbeitsaufwand, sowie die Kosten pro Test werden dadurch stark reduziert.

Für den Messaufbau wurden kommerziell erhältliche Komponenten verwendet, um eine leichte Realisierbarkeit für KMUs zu ermöglichen. Da das System für die Tierdiagnostik ausgelegt ist, wurde großer Wert auf Kostenreduktion gelegt, sowohl bezüglich der Komponenten des Sensorsystems, als auch bei der Konzipierung der Transducer sowie durch die Vermeidung teurer Reagenzien für die Tests. Zur besonders effizienten Planung des Transducerdesigns wurden Simulationen der optischen Eigenschaften herangezogen.

Durch eine einfach zu bedienende Software werden sowohl die Fluidik als auch das Detektionsmodul angesteuert, so dass die Messabläufe automatisierbar sind. Außerdem ermöglicht die Fluidik eine hochgradig reproduzierbare Probenhandhabung. Dies minimiert das Risiko präparativer Artefakte. Damit können die Tests auch von Personen, die keine spezielle Laborausbildung besitzen, durchgeführt werden.

In enger Zusammenarbeit mit der Industrie wurden serologische Tests für Salmonellen, Chlamydien und Tichinellen sowie für den Entzündungsparameter C-reaktives Protein (CRP) etabliert. Letzterer ist auch für die Humandiagnostik interessant. Deshalb soll nach Projektende die Anwendbarkeit des Systems auch für klinische Anwendungen getestet werden. Ein Schwerpunkt der Arbeiten lag auf der Unterdrückung der unspezifischen Bindung von Serumbestandteilen, da diese bei markierungsfreien Detektionstechnologien zu Störsignalen führen, die nur schwer von den spezifischen Signalen zu unterscheiden sind.

Bei der Testentwicklung wurde besonderes Augenmerk auf die Harmonisierung der Oberflächenchemie der Transducer sowie der Testbedingungen gelegt, um die parallele Detektion zu ermöglichen. Nach erfolgreichen Tests auf Kreuzreaktivitäten konnte gezeigt werden, dass konzentrationsabhängige Multiparametermessungen möglich sind.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema vom 05/09 bis 12/11 von der Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie (Auf der Morgenstelle 8, 72076 Tübingen, Tel.: 07071/2976927) unter der Leitung von Prof. Dr. G. Gauglitz (Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr. A. J. Meixner).