Neuer Biochipreader für Forschung und Entwicklung

Abstract

Die DNA-Chip-Technologie wird zunehmend für die Analyse von Nukleinsäuren eingesetzt [1]. Die Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden beruhen auf der Miniaturisierung, Parallelisierung, Kostenreduzierung und Zeitersparnis. Anwendungsgebiete sind die medizinische Diagnostik, Lebensmittel- und Umweltanalytik. Das Analyseprinzip basiert auf der Paarung von komplementären DNA-Einzelsträngen. Die Kenntnis der Sequenzabfolge eines Einzelstrangs erlaubt die Identifizierung des komplementären Partnerstrangs. Auf dem Chip sind punktrasterförmig Messpunkte angeordnet, die aus bekannten kovalent an die Oberfläche angebundenen DNA-Einzelsträngen, sog. DNA-Sonden bestehen. Verschiedene Messpunkten enthalten DNA-Sonden mit unterschiedlicher Sequenzabfolge. Wird auf das Messfeld eine flüssige Probe mit unbekannten DNA-Einzelsträngen gegeben findet selektiv eine Anbindung (Hybridisierung) statt, falls Messpunkte komplementäre Bindungspartner in der Probe finden. Da die DNA Probe fluoreszenzmarkiert ist erlaubt die ortsaufgelöste Messung der Fluoreszenzemission die Identifikation der DNA-Probe. Eine Vielzahl optischer Analysegeräte für fluoreszenzmarkierte Biochips sind entwickelt worden und sind auf dem Markt erhältlich. Die Readertechnologie beschränkt sich gegenwärtig auf das optische Auslesen von Biochips nach abgeschlossener Hybridisierungsreaktion. Somit kann also nur der Endpunkt der Hybridisierung, aber nicht der Verlauf der Anbindung beobachtet werden. Dieses Verfahren ist besonders geeignet für Routineanwendungen mit festem Hybridisierungsprotokoll. Für Forschung & Entwicklung ist die Untersuchung von Hybridisierungsverläufen und die schnelle Veränderung von Hybridisierungsparameter, wie z.B. Temperatur und Pufferkonzentration, von besonderem Interesse. Dies erfordert die Integration der bisher extern durchgeführten Hybridisierung in das optische Analysegerät.