Randstad Technology – Pole Position für Ihre ... - Hochschule Ulm

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Am Institut für Medizintechik und Mechatronik wird künftig
die Entwicklung von Geräten für den Einsatz in der Biotechnologie
einen Schwerpunkt bilden. Prof. Dr. Martin Heßling,
der dieses Fachgebiet an der Hochschule Ulm vertritt, stellt
hier die ersten Ansätze vor.
DNA-Kopierer und Biochip-Reader
Das DNA-Molekül ist von
zentraler Bedeutung für
biotechnische Anwendungen
- ob als Produktionsband
für die Herstellung
von Wirkstoffen in einem
Bioreaktor oder als Kopiervorlage
für analytische
Zwecke (Foto links: medicalpicture/Patrick
Enge).
Die Biotechnologie ist trotz ihrer Jahrtausende
alten Geschichte, die mit dem Bierbrauen
begann, eine der aktuellsten wissenschaftlichen
und technischen Disziplinen. Viele
spektakuläre Erfolge der letzten Jahrzehnte,
wie zum Beispiel die biotechnische Herstellung
von Penicillin und Insulin, sind aus dem
Patientenalltag nicht mehr wegzudenken.
Biotechnischer Fortschritt lässt sich allerdings
nicht alleine mit Petrischalen erzielen. Für
viele Anwendungen benötigt man High-
Tech-Hardware und damit ingenieurwissenschaftliche
Leistungen in Schlüsseltechnologien
wie Optik, Elektronik oder Mikrosystemtechnik.
So gelang es beispielsweise erst
mit lasergestützten Detektionssystemen das
komplette menschliche Erbgut zu lesen.
Die biotechnologische Gerätetechnik ist an
der Hochschule Ulm noch eine recht junge
Disziplin. Sie bildet einen wählbaren Schwerpunkt
im Studiengang Medizintechnik.
Nachdem der Aufbau der Lehreinheiten und
des Labors weitgehend abgeschlossen ist,
beginnen wir uns mit den ersten gerätetechnischen
Entwicklungsarbeiten zu beschäftigen.
Dabei nutzen wir den Vorteil, dass an
der Fakultät für Mechatronik und Medizintechnik
auch die Fachgebiete Mikrosystemtechnik
und Informationstechnik vertreten
sind.
Ein Mini-Chip als Thermo-Cycler
Von zentraler Bedeutung für die Methodik
der Biotechnologie ist jenes lange, spiralfärmige
Kettenmolekül, in dem die Erbinformation
aller Lebewesen gespeichert ist: die
DNA (deoxyribonucleic acid; deutsch: Desoxyribonukleinsäure).
Die DNA ist doppelsträngig,
und jeder der beiden Einzelstränge
besteht aus einer sequenziellen Abfolge der
vier DNA-Buchstaben A, T, C und G. Dabei
stehen sich immer ein A und ein T oder ein
C und ein G gegenüber. Folglich sind die
beiden DNA-Einzelstränge nicht identisch,
sondern komplementär zueinander, so dass
sich aus der Kenntnis des einen Stranges der
Aufbau des anderen Stranges eindeutig rekonstruieren
lässt.
Die Komplementarität ist technisch nutzbar,
um DNA mit Hilfe eines Enzyms zu vervielfältigen.
Den Kopier-Vorgang bezeichnet
man als Polymerase-Ketten-Reaktion (engl.