Robert Tannenberg (BAM) beim Pitch des Transferprojekts Kapri auf der DATIpilot Roadshow des BMBF.
Quelle: BMBF/DATIpilot
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) arbeitet an einem photonischen Biosensor, der eine schnelle und frühzeitige Diagnose von Herzinfarkten ermöglichen soll. Das Projekt Kapri (Kardiosprint) wird über das DATIpilot-Programm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Ziel ist es, innovative Forschung schneller in praktische Anwendungen zu überführen.
Herzinfarkte zählen weltweit zu den häufigsten Todesursachen. Bislang erfolgt der Nachweis durch die Analyse der Blutprobe im Labor, die von der Entnahme bis zur Ergebnisübermittlung bis zu drei Stunden in Anspruch nehmen kann. Dies kann zu Verzögerungen bei der Diagnose und Behandlung führen und das Risiko schwerer Komplikationen erhöhen.
Die in enger Zusammenarbeit der BAM mit der HyPhoX GmbH und dem Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) entwickelte innovative Technologie zielt darauf ab, den Herzinfarkt-Biomarker Troponin I schnell und präzise vor Ort nachzuweisen. Kardiales Troponin I ist ein Protein, das bei Schädigung des Herzmuskels ins Blut gelangt und als zuverlässiger Marker für akute Herzschäden gilt.
Photonische Biosensor-Technologie für schnellere Diagnosen
Im Mittelpunkt des BAM-Projekts steht die Entwicklung eines winzigen Biosensors, der über ein portables Analysegerät eine Troponin-I-Detektion in Echtzeit ermöglichen soll. Kern der Innovation sind die etwa reiskorngroßen photonischen Biosensoren mit hochspezifischer Oberflächenchemie.
Das Besondere: Die Chips nutzen eine lokale Rückseitenöffnung. Diese spezielle Bauweise ermöglicht die bisher einmalige Integrationsdichte von Mikrofluidik und Ausleseelektronik für den Nachweis von Biomarkern in Blutproben und somit perspektivisch tragbare medizinische Diagnosegeräte zur schnellen und präzisen Detektion von Biomarker-Konzentrationen.
„Die Verwendung dieser speziellen Biosensoren in Kombination mit hochempfindlichen Immunoassays, also Antikörper-basierten Tests, ist ein technologischer Meilenstein“, so Projektkoordinator Robert Tannenberg von der BAM. „Sie erlaubt nicht nur eine potenziell lebensrettende Zeitersparnis, sondern auch eine erhebliche Kostenreduktion, die in Zukunft auch viele verschiedene Blutanalysen auf einem Multiplex-Chip möglich machen.“
Zusammenarbeit und Potenzial für die personalisierte Medizin
Kapri ist ein Transferprojekt der BAM in Kooperation mit der HyPhoX GmbH und dem IHP. Ziel der Zusammenarbeit ist es, die photonischen Biosensoren für die Diagnose von Herzinfarktmarkern marktfähig zu machen und darüber hinaus auch weitere medizinische Anwendungen für die Technologie zu erschließen. Die Sensoren könnten zukünftig als Grundlage für portable, kosteneffiziente und präzise Multiplex-Analyse-Tools dienen und die Gesundheitsversorgung so insgesamt nachhaltig verbessern und kosteneffizienter gestalten.