Zehnmal höherer Screening-Durchsatz bei zehnfach verringerter Nachweisgrenze

Gestarteter BMBF-Verbund „FLiMFlow-MultiLife“: Neue „Lab-on-Bead“ Methode für effizienteres mobiles biochemisches Screening.
Drei Bilder: Links: Kastenförmiges Screening-Gerät. Rechts Oben: Probenentnahme. Rechts Unten: Skizze von Mikropartikeln.

CytoLife FCM Flow Cytometer: Effizientes biochemisches Screening mit neuer „Lab-on-Bead“ Methode mit innovativer, Fluoreszenz-Lebensdauer basierter Codierung von biochemischen Mikropartikel-Sonden und mobilem FCM System (Abb. zeigt aktuelles FCM und Multi-Well Reader von QA, dem CytoLife ähneln könnte). ©Quantum Analysis.

24.10.14

BMBF-Verbundprojekt FLiMFlow-MultiLife

Eine schnelle und effiziente Entwicklung neuer Medikamente wie auch eine möglichst flächendeckende Qualitätskontrolle von Pharmazeutika, Lebensmitteln, Kosmetika und Pflanzen sowie umweltanalytische Untersuchungen erfordern effiziente und robuste biochemische Screening-Verfahren mit möglichst geringem instrumentellem Aufwand.

Flow Cytometry (FCM) ist ein bisher vor allem in der medizinischen Diagnostik etabliertes, bereits Anfang der 1970er Jahre in Deutschland entwickeltes optisches Partikel-Analyseverfahren. Bisher scheitert die Anwendung von FCM dieser Methode in der Routinepraxis jedoch häufig daran, dass entweder kein ausreichend hoher Screening-Durchsatz erzielbar ist oder simultan zu wenig verschiedene Analyte oder nur mit zu hoher Nachweisgrenze (ideal wären einzelne biochemische Moleküle) nachgewiesen werden können. Außerdem stehen Aufwand und Kosten für die bisher kaum transportablen Systeme und eine komplizierte Bedienung einer breiteren Verwendung außerhalb weniger Speziallabors im Weg.

Im Verbund FLiMFlow-MultiLife (Fluorescence Lifetime Multiplex Flow cytometry system) wird ein neues, biophotonisches FCM-Verfahren erarbeiten, welches durch bis zu 10x erhöhten Screening-Durchsatz bzw. bis zu 10x verringerte Nachweisgrenze, bei gleichzeitig geringem Aufwand und attraktiven Kosten das biochemische Screening neuen Anwendungsfeldern öffnet.

Das neue Codier-Verfahren kann entweder anstelle oder zusätzlich für eine bisher nicht erreichbare Nachweisempfindlichkeit bzw. für eine erhöhte Zahl an simultan nachzuweisenden Analyte bzw. erhöhten Screening-Durchsatz zu üblichen Codierungen eingesetzt werden. Zusammen mit dem hierauf speziell ausgerichteten neuen CytoLife-FCM Analysesystem, welches die Lebensdauer-Codes erkennen kann, eliminiert die neue Methode Probleme, die bisher bei der Codierung durch spektralen Überlapp entstehen und eine ausreichende Routinetauglichkeit verhindern.

Der Markt für FCM-Systeme beträgt aktuell weltweit rund 1,4 Milliarden Euro pro Jahr (2010, BCC Research LLC, Wellesley, USA). Bisher wird das Marktvolumen zu großen Teilen durch wenige große US-amerikanische Konzerne beherrscht. Die deutschen Verbund-Unternehmen gehören zu den wenigen in Europa tätigen innovativen FCM-System- bzw. Mikropartikel-Herstellern. Als Spezialisten decken sie bisher nur einen geringen Marktanteil ab, wenn auch in Nischen mit hohem Steigerungspotenzial.

Realistische Chance des Verbundes ist, bereits innerhalb von 5 Jahren nach Projektabschluss mit einem in Deutschland produzierten System (Geräte und Verbrauchmaterial) weltweit zunächst 7,5 Millionen Euro zusätzlichen Umsatz zu generieren. Innerhalb weiterer 5 Jahre wird mindestens eine Verdopplung auf 15 Millionen Euro erwartet. Das Vorhaben bietet also die Chance, dass sich die beteiligten innovativen deutschen Hersteller mit ihrer Life Science Technologie in wachsenden globalen Märkten noch besser und nachhaltig etablieren.

Das Verbundprojekt FLiMFlow-MultiLife ist Anfang August 2014 im Rahmen der Europäischen Initiative „Biophotonische Geräte für die angewandten Lebenswissenschaften und den Gesundheitssektor – BiophotonicsPlus“ gestartet. Das gesamte Projektvolumen liegt bei 1,1 Millionen Euro, davon beträgt der Förderanteil durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 486.000 Euro. Nach dreijähriger Laufzeit soll das Projekt im Juli 2017 beendet sein. Projektpartner sind Quantum Analysis GmbH (Münster), PolyAn GmbH (Berlin), Bundesanstalt für Materialforschung (Berlin), Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR (Pisa) und Seco s.r.l. (Arezzo, Pisa).

Weitere Informationen

Download BMBF-Verbundprojekt FLiMFlow-MultiLife (PDF)

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