Biochiptechnologie - Schwerpunktthema April 2001
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Biochiptechnologie:

Stehen uns mit einer "Chiptechnologie für DNA-Diagnostik und Sequenzanalyse" ganz neue Veränderungen in Wissenschaft, Medizin und täglichen Leben bevor? Dieses relative junge Forschungsgebiet wird weltweit derzeit eingehend untersucht. Zahlreiche neue Biotech-Unternehmen und universitäre Arbeitsgruppen beschäftigen sich mit dem Potential der Biochiptechnologie.

Dabei werden diese Systeme gerne als die Zukunft der DNA-Analytik bezeichnet. Sie liefern schnelle genaue Informationen über die genetische Zusammensetzung von Proben. Mit ihrer Hilfe können genetische Erbkrankheiten identifiziert, Gensequenzen für bestimmte Proteine gefunden und Umwelt-DNA identifiziert werden, um nur einige der Anwendungsmöglichkeiten zu nennen.

Das Prinzip der Genom-Analyse mittels Biochip basiert auf der Hybridisierung. Auf der Oberfläche des Chips werden kleine Abschnitt der gesuchten DNA chemisch fixiert (immobilisiert). Befinden sich in der zu untersuchenden Probe komplementäre DNA, so wird diese an den immobilisierten DNA-Abschnitten binden. Diese Anbindung wird dann in der Regel über ein optisches Verfahren detektiert. Üblichweise geschieht dieses mit Fluoreszenzmarkern, die während der Analyse an die Proben-DNA gekoppelt werden. Moderne Analysatoren können dann ortsaufgelöst die Fluoreszenz detektieren.

Dieses Verfahren ist an sich nichts Neues und wird seit langem praktiziert. Neu ist, dass moderne Biochips nicht mehr nur mit einer DNA-Sonde versehen sind, sondern das Hundertausende DNA-Abschnitt auf dem Chip immobilisiert werden. Diese große Anzahl erlaubt es dann mittels einer einzigen Analyse eine Vielzahl verschiedener Gene in der Probe zu analysieren. Diese Technologie wird als "Lab-on-a-Chip" bezeichnet und führt natürlich zu grossen Zeit- und Kostenvorteilen.

Die hohe Dichte der aufgebrachten DNA-Sonden stellt gerade den schwierigsten Part der Sondentechnologie dar. Aufwendige Produktionsverfahren müssen hier eingesetzt werden, um Chips hoher Qualität und Reproduzierbarkeit anbieten zu können. Diese Qualität hat natürlich auch seinen Preis. So sind Kosten von mehreren hundert Dollar für einen Chip keine Seltenheit; für spezielle Anwendungen sind die Kosten noch höher.

Auch wenn bereits eine Vielzahl von Anwendungen für die DNA-Chip-Technologie publiziert worden sind, so ist die Technik noch lange nicht in allen Routinelaboratorien etabliert. Es laufen aber starke Bemühungen eben dieses zuerreichen. Es lohnt sich sicherlich, sich mit diesem Thema eingehend zu beschäftigen, denn das beste an einer neuen Technologie und einem neuen Wachstumsmarkt ist, dass er noch offen ist für neue Ideen.


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