Mit unserem neuen Mikroloch-Chip lassen sich beispielsweise Zellen aus einer Blutprobe problemlos »einfangen«, für eine anschließende Analyse separat positionieren und nach der Analyse auch einzeln entnehmen. Denn auf dem Mikroloch-Chip liegen die Zellen geordnet nebeneinander wie auf einem Präsentierteller.
Ein möglicher Anwendungsfall findet sich in der Krebsdiagnose. Denn die Änderung der Anzahl der im Blut zirkulierenden Tumorzellen ist ein wichtiger Indikator dafür, ob und wie eine Therapie wirkt.
Fester Sitz in exakt definierten Mikroporen
Für die Untersuchung von Blutproben hat der neue Mikroloch-Chip einen entscheidenden Vorteil: Er bietet Platz für 200 000 Zellen, die innerhalb von wenigen Minuten in ihr Loch rutschen und dort von einem leichten Unterdruck angesaugt und fixiert werden. Denn nur wenn die Probe groß genug ist, kann man zirkulierende Tumorzellen überhaupt finden, weil sie im Blut in nur sehr kleiner Menge vorkommen. Deshalb sind ältere Chips, die in der Regel nur rund 1000 Löcher haben, für diese Anwendung ungenügend.
Die Tumorzellen auf dem neu entwickelten Chip können mit einer Mikropipette einzeln entnommen und weiter untersucht werden, denn der Unterdruck ist so gewählt, dass er die Zellen zwar festhält, aber nicht beschädigt. Anschließend kann eine molekularbiologische Analyse helfen, Hinweise zu finden, warum ein Medikament bei den Tumorzellen gewirkt oder versagt hat.
Der neue Mikroloch-Chip kann 200 000 einzelne Zellen an einer exakten Position fixieren. Foto: © Fraunhofer IBMT
Bessere Diagnosemöglichkeiten ergeben sich auch daraus, dass der neue IBMT-Chip nicht wie bisher üblich aus Glas oder Kunststoff gefertigt ist, sondern aus Siliziumnitrid. So entstehen kaum Störsignale, wenn die Zellen im Rahmen einer speziellen Spektroskopie-Methode mit Licht eines bestimmten Frequenzbereichs bestrahlt werden; anhand der Lichtstreuung lassen sich Tumorzellen sicher identifizieren.
Für den neuen Mikroloch-Chip sind auch zahlreiche andere Anwendungen denkbar, beispielsweise als Selektionssystem für Protein-produzierende Zellen – das ist für die Produktion von Biopharmazeutika wie z. B. Insulin notwendig. Zudem lassen sich Mikrochips mit exakt definierten Mikroporen für Barrieremodelle einsetzen, die für die Entwicklung von Medikamenten außerordentlich interessant sind.
Nun sind wir auf der Suche nach Industriepartnern, die die Technologieplattform gemeinsam mit dem Fraunhofer IBMT für unterschiedliche Anwendungen adaptieren.