Plattformtechnologie

Zellbasierte Biosensoren automatisiert produzieren

Für die wirtschaftliche Nutzung biologischer Sensoren wird am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA eine Technologie entwickelt, die automatisiert zellbasierte Biosensoren produziert. Solche Sensoren könnten Maschinen beispielsweise einen Geruchssinn verleihen.

Mit einer Transfektions- und Screening-Plattform ist es möglich, Zellen sehr schnell auch für andere olfaktorische Reize zu modifizieren und so weitere Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel die medizinische Diagnostik, zu erschließen. © © Fraunhofer IPA

Was wäre, wenn Roboter riechen könnten? Am Flughafen Sprengstoff erschnüffeln, in der Arztpraxis Krankheiten aufgrund des Atems der Patienten diagnostizieren, Gaslecks orten und vieles andere mehr? Das Fraunhofer IPA in Stuttgart widmet sich im Rahmen seines Leitthemas »Biologische Transformation« nun verstärkt der Verbindung von biologischen und technischen Systemen. Eine neue Plattformtechnologie soll zellbasierte Sensoren automatisiert herstellen und wirtschaftlich nutzbar machen.

Kooperation mit US-amerikanischem Start-up

Validiert wird die Plattform zunächst an einem Produkt des kalifornischen Start-ups Koniku. Es soll später aber auch für andere Anwendungen einsetzbar sein. IPA-Projektleiter Martin Thoma fasst die Innovation so zusammen: »Wir entwickeln im Grunde ein generisches Werkzeug, das es mittelfristig ermöglichen soll, zellbasierte biologische Sensoren für die industrielle Nutzung zu produzieren.«

Gefördert wird das Projekt unter anderem vom baden-württembergischen Wirtschaftsministerium. Mit biointelligenten Produkten und den damit verbundenen Produktionstechnologien können sich für den Innovations- und Industriestandort Baden-Württemberg neue Wertschöpfungspotenziale ergeben. Diese sollen mit dem Projekt für die Wirtschaft im Land erschlossen werden.

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Um die gezielte Entwicklung eines wirtschaftlich nutzbaren Produktes zu ermöglichen, wird das Fraunhofer IPA ein Screening-Verfahren zur Rezeptorauswahl und zur zuverlässigen automatisierten Produktion von sogenannten transfizierten Zellen entwickeln (Zellen, in die Fremd-DNA oder RNA eingebracht wurde).

Das amerikanische Unternehmen Koniku kultiviert seit einigen Jahren solche Zellen, in die auf kleinen autonomen optischen Ausleseeinheiten Geruchsrezeptoren eingebracht werden. Die Zellen können über einen längeren Zeitraum am Leben und funktionsfähig gehalten werden, um winzige Partikel aus der Umgebung zu detektieren. Allerdings gibt es in diesem Forschungsfeld noch viele offene Fragen.

Mit einer solchen Transfektions- und Screening-Plattform wäre es möglich, die Zellen sehr schnell auch für verschiedene Geruchsreize zu modifizieren und so weitere Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel die medizinische Diagnostik, zu erschließen. »Besonders freue ich mich darauf, unsere Technologie in ein paar Jahren überall einsetzen zu können«, so Koniku-Gründer Osh Agabi, »eine Lösung, die Menschen helfen kann, Krankheiten in den frühesten Stadien zu erkennen oder auszuschließen. Natürlich gibt es noch Hürden, aber Schritt für Schritt nähern wir uns diesem Ziel. Die Partnerschaft mit dem Fraunhofer IPA ist ein weiterer wichtiger Meilenstein auf dieser Reise.«

Quelle: Fraunhofer IPA

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