Verfeinerte Bioanalytik: Freie Sicht auf Zellprozesse

ein Potentiostat für schnelle Metabolismusstudien Parallel-Chromatographie im 96-Well-Format Thermocycler für die PCR in extrem kleinen Probenvolumina automatisierte Mikroskope für das Langzeit-Imaging von lebenden Zellen

Auf diese und viele weitere Neuentwicklungen dürfen sich Bioanalytiker freuen, die den Asstellungsbereich Biotechnologie besuchen:

Metabolismusstudien spielen in der Suche nach neuen Medikamenten eine entscheidende Rolle. Zum einen werden viele Arzneien erst im Stoffwechsel in die eigentlichen Wirkstoffe umgewandelt. Zum anderen müssen Pharmaforscher die Abbauwege einer Arznei kennen, um Nebenwirkungen abzuschätzen. Auf der analytica wird eine elektrochemische Reaktorzelle vorgestellt, in der Wirkstoffe oder andere Substanzen in Sekunden oxidativ metabolisiert und anschließend einer massenspektrometrischen Untersuchung zugeführt werden – eine kosten- und zeitsparende Alternative zu den herkömmlichen In-vitro- und In-vivo-Metabolismusstudien, die Tage bis Wochen dauern.

Klassisch-chemische Verfahren wie die Chromatographie bleiben in der biotechnologischen Forschung und Prozesskontrolle weiterhin unverzichtbar. Eine neue Screening-Plattform testet chromatographische Trennmedien und Methoden jetzt im Hochdurchsatz. Dafür werden Minisäulen im 96-Well-Format mit handelsüblichen Trennmedien bestückt. Die Säulen besitzen zwar nur einen inneren Durchmesser von fünf Millimetern, spiegeln aber bei korrekter Kompression die Bedingungen in großen Säulen gut wider.

Höhere Spezifität bei immer kleineren Probenvolumina – das kennzeichnet die moderne DNA-Vervielfältigung über die Polymerase-Kettenreaktion (PCR). Speziell für die Einzelzellanalyse und andere Untersuchungen, bei denen nur etwa ein Mikroliter Probe zur Verfügung steht, gibt es jetzt chemisch modifizierte und strukturierte Glasobjektträger sowie darauf zugeschnittene Thermocycler für die PCR. In der Diagnostik wiederum erleichtern neue PCR-Reagenzien und klinisch validierte Kits den Nachweis von Krankheitserregern in Blut, Gelenkpunktaten und anderen Körperflüssigkeiten.

Das Mikroskopieren wird ebenfalls immer einfacher: Probe laden, Methode wählen, Bilder aufnehmen – mit den neuen All-in-one-Geräten für die konfokale oder für die Fluoreszenzmikroskopie mikroskopieren selbst unerfahrene Anwender wie die Profis, denn sämtliche Schritte von der Belichtung bis zur Deckglasdicken-Korrektur sind automatisiert. Dank integriertem Inkubator, der Temperatur, Feuchtigkeit und Kohlendioxid-Gehalt reguliert, wird sogar das Langzeit-Imaging an lebenden Zellen zum Kinderspiel.

Noch mehr Neuentwicklungen für Biotechnologen und Bioanalytiker sowie eine Liste sämtlicher Aussteller, auch sortierbar nach Schwerpunktthemen, finden Sie in unserer Ausstellerdatenbank.

Neue Methoden für Proteomics, Metabolomics und Co.

LC- und MS-Techniken in der Metabolomforschung einfach hergestellte Protein-Arrays Biosensoren mit geprägten Kunststoffen hochauflösende Schmelzverfahren für die Charakterisierung von PCR-Produkten

Diese Themen und mehr diskutieren Wissenschaftler aus aller Welt auf der analytica Conference. Informieren Sie sich hier über die Highlights im Bereich Bioanalytik:

Je früher Krebs erkannt wird, umso größer sind die Heilungschancen. Forscher weltweit suchen daher nach Biomarkern, die von Tumorzellen ausgeschieden und in Blut oder Urin nachgewiesen werden können. Als viel versprechend gelten modifizierte Nukleoside, die beim Abbau der RNA entstehen und sich mit LC-MS-Messungen bestimmen lassen. Ein Vortrag auf der analytica Conference stellt eine klinische Studie vor, die das Profil dieser Metaboliten im Urin von Brustkrebs-Patientinnen mit dem von gesunden Kontrollpersonen vergleicht.

Die Proteomik bildet ebenfalls einen Schwerpunkt der Conference. Die Herstellung von Protein-Microarrays gelingt jetzt mit einer Technik namens DAPA schneller und kostengünstiger, wie Forscher in München erläutern. DAPA bedeutet „DNA-Array zu Protein-Array“ und funktioniert so: mit einem Transkriptions- und Translationssystem wird ein DNA-Array, das als Vorlage dient, in ein Protein-Array umgeschrieben. Da sich von einem DNA-Array bis zu 20 Protein-Arrays kopieren lassen, eignet sich das Verfahren besonders für Laboratorien, die kein herkömmliches Microarray-Spotting betreiben.

Raffiniert ist auch eine neue Methode zur Herstellung von Biosensoren. Deren Messfühler sind üblicherweise mit Antikörpern, Mikroorganismen oder anderen biologischen Materialien ausgestattet, die aber nur begrenzt haltbar sind. Als Alternative dazu bietet sich ein Verfahren an, bei dem die Strukturen der nachzuweisenden Substanzen in Kunststoffoberflächen gestempelt werden. Wie eine Falle fängt das geprägte Polymer dann jene Analyten ein, die genau in die Vertiefungen passen. Solche biomimetischen Sensoren bestimmen nicht nur Viren und Zellen, sondern – bei entsprechender Prägung – sogar Allergene in Nahrungsmitteln oder Blutgruppen.

Nach Genvarianten wiederum sucht ein Schmelzverfahren namens HRM (high resolution melting), das sich an die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) anschließt. Die Temperatur wird dafür nach der PCR schrittweise weiter erhöht, wobei sich die verschiedenen DNA-Fragmente bei ihren jeweiligen Schmelzpunkten in Einzelstränge spalten. Da Mutationen die Schmelzpunkte beeinflussen, lassen sich anhand der vom Gerät aufgezeichneten DNA-Schmelzkurve Abweichungen im Erbgut erkennen.

Zu den Highlights der Conference zählen außerdem die Plenarvorträge, die sich unter anderem der personalisierten Medizin sowie der Kopplung von hochauflösenden Analysenmethoden in den Life Sciences widmen.

Mehr dazu sowie das komplette Programm der analytica Conference finden Sie in der analytica Termindatenbank.
 

Von der personalisierten Medizin bis zur Bioindustrie: Praxis-Know-how aus erster Hand

Schnellere Genomanalysen mit den Sequenziergeräten der nächsten Generation individuelle Krebstherapie dank neuer Analysenplattform hochauflösende Fluoreszenz-Techniken für den Blick in lebende Zellen Fokustag Industrielle Biotechnologie

Das Forum Biotech in Halle A3 setzt Akzente bei den Topthemen der Biotech- und Life Science-Branche:

Die Bioanalytik ebnet der personalisierten Medizin den Weg, zum Beispiel mit immer schnelleren Sequenziergeräten zur Genomentschlüsselung. Sie versprechen einen größeren Durchsatz bei gleichzeitig reduzierten Kosten. Außerdem wird im Forum Biotech eine Analysenplattform vorgestellt, die anhand von Biopsie-Proben erkennt, ob ein bestimmtes Medikament bei einem Krebspatienten wirken wird oder nicht. Ausgestattet mit Sensoren, Mikroskop und impedanzbasiertem Messsystem, führt das Gerät zellbasierte Assays vollautomatisch durch. Ist die personalisierte Medizin nur ein Hype oder tatsächlich eine Option für die Zukunft? Diese Frage diskutieren Vertreter aus Industrie und Forschung am Executive Roundtable im Forum Biotech am Mittwochnachmittag.

Die Fluoreszenzmikroskopie durchbricht Auflösungsgrenzen und macht Zellprozesse sichtbar, die bislang unvorstellbar waren. Wie man mit an- und ausschaltbaren Fluoreszenzmolekülen, neuen Snap-tags und anderen innovativen Imaging-Techniken Proteine beobachtet und Strukturen in lebenden Zellen entschlüsselt, erläutern mehrere Referenten im Forum Biotech.

Auch die industrielle Biotechnologie rückt immer mehr in den Mittelpunkt der analytica. Vor vier Jahren hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung den Wettbewerb „BioIndustrie 2021“ ausgeschrieben, aus dem bundesweit fünf Cluster als Gewinner hervorgingen. Am 25. März, dem analytica Fokustag Industrielle Biotechnologie, zeigen alle fünf Cluster, wo sie heute stehen und welche Erfolge sie zu verzeichnen haben – ein Muss für alle, die sich einen umfassenden Überblick über den Stand der industriellen Biotechnologie in Deutschland verschaffen möchten. Außerdem stellen mehrere Referenten im Forum Biotech neue Werkzeuge für die Kontrolle von Bioprozessen vor, darunter ein schnelles Chromatographie-System für die quantitative Bestimmung sämtlicher Aminosäuren in Zellkulturmedien sowie eine einfache Methode zur Kesselqualifizierung von biotechnischen Anlagen.

Von den Biotech-Neuheiten profitieren auch andere Branchen, etwa die Nahrungsmittelindustrie. Am ersten Messetag findet im Forum Biotech eine Vortragsreihe zu molekularbiologischen Methoden in der Lebensmittelanalytik statt.

Das komplette Programm zum Forum Biotech und zum Fokustag Industrielle Biotechnologie finden Sie in der analytica Termindatenbank.