Bei der Förderung von unterschiedlichen Flüssigkeiten in den mikrofluidischen Mess-Systemen von Dynamic Biosensors erfüllen die pulsationsfreien peristaltischen Pumpen von Spetec jegliche Anforderungen, wie zum Beispiel Fluss-Rate, Präzision und Zuverlässigkeit. Damit kann die Wechselwirkung von Biomolekülen noch zuverlässiger gemessen werden.
Die patentierte und u.a. mit dem Deutschen Innovationspreis ausgezeichnete «switchSENSE»-Technologie wird vor allem in der biopharmazeutischen Forschung und Entwicklung eingesetzt. Sie ermöglicht Forschern molekulare Interaktionen und biophysikalische Parameter in Echtzeit zu analysieren. «switchSENSE bietet einen unerreichten Informationsgehalt, herausragende Sensitivität und äusserst flexible Messmethoden, um die bioanalytische Charakterisierung und Optimierung von biopharmazeutisch relevanten Molekülen effizienter zu gestalten», so Dr. Frank Fischer, Gründer und Engineeringleiter bei Dynamic Biosensors. Die Technologie wurde ursprünglich an der TU München entwickelt und ist durch Patente weltweit geschützt.
Die switchSENSE-Technologie nutzt nanometer-lange DNA-Moleküle als hochsensitive Sonden, die auf Mikroelektroden durch elektrische Wechselfelder in Bewegung versetzt werden. Durch Messung der Molekularbewegung dieser Sonden werden Wechselwirkungen zwischen der Sonde und den zu untersuchenden Biomolekülen in Echtzeit nachgewiesen. Darüber hinaus werden die molekularen Eigenschaften der Zielmoleküle direkt analysiert.
Die flexible Architektur ermöglicht die Analyse von Interaktionen und Signalwegen zwischen zahlreichen Bindungspartnern wie Proteinen, Nukleinsäuren, Antikörpern oder niedermolekularen Verbindungen mit bisher unerreichter Sensitivität. Zusätzlich zur Bestimmung von Bindungsaffinität, -kinetik und Avidität werden mit dieser Methode auch die Grösse von Proteinen, Konformationsänderungen sowie thermische und chemische Stabilität bestimmt.
Mit dem «heliX»-Biosensor-System vertreibt die Dynamic Biosensors GmbH mit Sitz in der Nähe von München ein switchSENSE-basiertes Analysesystem. Dabei handelt es sich um ein optoelektronisches Messgerät, das die oben genannten Analysen auf einem Biochip durchführen kann (Abb. 1).
Ein wesentlicher Teil des heliX stellt das fluidische System dar, in dem die für das jeweilige Experiment notwendigen Flüssigkeiten zum richtigen Zeitpunkt und mit der richtigen Flussrate durch den Biochip gepumpt werden. Eine Peristaltik-Pumpe «Precision Compact» von Spetec wird dabei eingesetzt, um die notwendigen Flüssigkeiten über einen langen Zeitraum präzise und pulsationsfrei über den Biosensor zu pumpen. Die Pumpe kommt dabei nie direkt mit der Flüssigkeit in Kontakt. Der Pumpvorgang findet durch Einschluss der Flüssigkeit in einem flexiblen Schlauch statt, der zwischen den Rollen in einem Pumpenkopf eingespannt wird (Abb. 2).
Die peristaltische Pumpe wurde einfach in das mikrofluidische System integriert. Dazu wurde eine Elektronik für die Ansteuerung des Schrittmotors entwickelt, der die Rollen im Pumpenkopf antreibt. Die Wartung beschränkt sich auf das regelmässige, aber einfache Tauschen der Schläuche.
Die eingesetzten peristaltischen Pumpen arbeiten zuverlässig und problemlos. Technische Ausfälle gab es bisher nicht. Dies ist ein wesentlicher Grundpfeiler für die Zuverlässigkeit der Produkte von Dynamic Biosensors.
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