■ [ FOKUS FORSCHUNG ] Virennachweis auf dem Chip Terahertz-Strahlen | Ein neues, schnelles Testverfahren auf Virus-Erkrankungen wie Covid-19 entwickeln Forscher. Auf Biochips gebundene Erreger sollen mit Terahertz-Strahlen detektiert werden. Die Biochips für die Diagnose sind nur 2,2 cm² groß und bestehen aus einem Glasträger, der mit Gold und Chrom beschichtet ist Mit einem neuen Test-Verfahren sollen sich Virus-Erkrankungen wie Covid-19 schon nach wenigen Minuten sicher erkennen lassen – schneller und günstiger als mit einem PCR- Test. Entwickelt wird das Verfahren von Wissenschaftlern der Universitäten in Erlangen-Nürnberg und Siegen. Der Test soll in einigen Jahren zur Verfügung stehen und kann dann statt im Labor direkt in der Arztpraxis durchgeführt werden. Im Forschungsprojekt Matisse geht es darum, Viruspartikel mit Hilfe von speziellen Biochips und Terahertz-Strahlen nachzuweisen. „Terahertz-Strahlen können charakteristische Schwingungen in biologisch bedeutsamen Molekülen anregen. So entstehen starke Resonanzen, die von einem Terahertz-Empfänger gemessen werden können“, erklärt die Siegener Forscherin Dr. Anna Wigger. Das Team um Projektleiter Prof. Dr. Peter Haring Bolívar möchte auf den in Siegen entwickelten Biochips so genannte „Fänger-Moleküle“ aufbringen, die exakt zu charakteristischen Strukturen von Viruspartikeln passen. Sie sind auch in der Lage, das Virus auf der Chip-Oberfläche festzuhalten. Eine Terahertz- Messung zeigt die dadurch veränderte Resonanz-Frequenz des Sensors – das Virus ließe sich so zweifelsfrei nachweisen. An der Methode arbeiten die Siegener bereits seit mehreren Jahren. Die Analyse von DNA-Proben funktioniert mit dem Verfahren bereits – so lassen sich mit Hilfe von Biochips und Terahertz- Strahlen zum Beispiel Erbkrankheiten erkennen oder das individuelle Krebsrisiko identifizieren. Bei der Ausweitung des Verfahrens auf die Virus-Erkennung gibt es jedoch noch technische und biochemische Herausforderungen. Statt mit Viren arbeiten die Wissenschaftler zunächst mit Exosomen, zelluläre Strukturen, die Viren im Aufbau stark ähneln. Sie fungieren als Marker für bestimmte Krebsarten. Ließen sich Exosomen auf der Chip-Oberfläche binden, könnte damit bereits eine Methode zur Krebserkennung entstehen. (Bild: Sascha Hüttenhain) 1793053-1.PDF - Januar 5, 2022 x Mikro-Schlauchverbinder für die Analytik und Labortechnik www.rct-online.de Mikro-Schlauchverbinder und Verschraubungen • Viele Ausführungen und Verbindungsmöglichkeiten Luer-Lock-Adapter, Schlauchtüllen, Schlauchverschraubungen, Tri-Clamp-Verbinder, Kapillar-Verbinder, Steckverbinder • Gefertigt aus hochwertigen Werkstoffen Fluorkunststoffe, Edelstähle, Polyolefine, Polyamide u.v.m. • Chemikalienresistent, temperaturbeständig und sterilisierbar Mit Zulassungen nach FDA und USP Class VI Reichelt Chemietechnik GmbH + Co. Englerstraße 18 D-69126 Heidelberg Tel. 0 62 21 31 25-0 Fax 0 62 21 31 25-10 rct@rct-online.de Wasser schenkt Leben – schenken Sie Wasser! Wir freuen uns über jede Spende, die unsere Arbeit unterstützt! Ingenieure ohne Grenzen | DE89 5335 0000 1030 3333 37 www.ingenieure-ohne-grenzen.org 54 medizin&technik 03/2022
Anzeige_Medizin_92x133_X3.pdf - Mai 9, 2022 x Schneller 3D-Druck kleiner Glasteile Teleskopschienen und Linearführungen für die Medizintechnik 3D-Druck-Verfahren | Bauteile aus hoch transparentem Glas lassen sich mit einem neuen Verfahren in wenigen Minuten und mit viel geometrischer Freiheit herstellen. Dieser Tetrakaidekaeder mit Gitterstruktur wurde aus Glas additiv gefertigt (Bild: University of California, Berkeley) Glas ist für viele Hightech- Anwendungen relevant: es ist transparent und stabil bei Kontakt mit Hitze oder Chemikalien. Nur ist die Formgebung oft langwierig, energieintensiv und stößt bei kleinen und komplizierten Bauteilen schnell an Grenzen. Die Freiburger Materialwissenschaftler Dr. Frederik Kotz- Helmer und Prof. Dr. Bastian E. Rapp haben mit der University of California in Berkeley/ USA nun ein neuartiges Mikro-3D-Druck-Verfahren entwickelt. Damit lassen sich sehr kleine Bauteile aus transparentem Glas schnell und präzise herstellen. Als mögliche Anwendungen nennen sie etwa Komponenten von Sensoren und Mikroskopen, aber auch von Lab-on-a-Chip-Systemen. Die Technologie basiert auf Glassomer-Materialien, die Kotz-Helmer und Rapp am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg entwickelt haben. „Glassomer-Materialien bestehen aus Glaspulver in einem spe- ziellen Kunststoff-Binder“, sagt Kotz-Helmer, „so lässt sich Glas wie Kunststoff bearbeiten.“ Die so entstehenden Komponenten kommen anschließend in einen Ofen, wo der Kunststoff verbrennt und das Glas gesintert, also verdichtet wird. „Am Ende bestehen die Bauteile aus einhundert Prozent hoch transparentem Quarzglas.“ 3D-Druck-Verfahren für Glassomer Glassomer-Materialien kombinierten die Freiburger Wissenschaftler nun mit einem neuen 3D-Druckverfahren, das an der University of California entwickelt wurde. Beim Computed Axial Lithography (CAL) genannten Verfahren entsteht das Bauteil in einem Schritt, wenn flüssiges, lichtempfindliches Material aus verschiedenen Winkeln mit zweidimensionalen Lichtbildern des zu druckenden Objekts belichtet wird. Wo die Bilder sich überschneiden und genug Licht absorbiert wird, härtet das Material schlagartig aus. In wenigen Minuten ist so Glas mit Strukturen im Bereich von 50 µm gedruckt. Für Lab-on-a-Chip-Systeme für Forschung und Diagnostik werden lassen sich so auch mikroskopisch kleine Flüssigkeitskanäle in Glas herstellen. Ihr Spezialist für Edelstahlschienen und Sonderlösungen Technische Beratung unter: Tel. +49 (0)89 27399605 · info@profilscope.de HMI Komplettlösungen - Spezialist für Eingabesysteme und kundenspezifische Lösungen - kompetenter Partner für Komplettsysteme - HMI Lösungen mit Touchscreens, Folientastaturen, kapazitiven Schaltelementen, Displays, Gehäusesystemen, Elektronik und Komponenten - Service über den gesamten Produktlebenszyklus - weltweite Präsenz mit Kompetenzzentren - nach Medizinnorm ISO 13485 zertifiziert info.de@schurter.com | +49 7642 6820 schurter.de/inputsystems 03/2022 medizin&technik 55 05_2022_SCHURTER_92x133_medizin_technik.indd 1 09.05.2022 12:38:33
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