Lasergenerierte Nanopartikel für Hochleistungs-Point-of-Care Anwendungen

Projekt LENA

Verbesserung der Sensitivität und Selektivität von Lateral-Flow-Testsystemen

LENA-System mit Durchflusskammer
© Foto Fraunhofer ICT-IMM

LENA-System mit Durchflusskammer

Schnelltests in der medizinischen Diagnostik basieren heute häufig auf der sogenannten Lateral-Flow-Plattform­Technologie. Dabei kommen zur Stoffdetektion in der Regel chemisch hergestellte Nanopartikel-Biokonjugate zum Einsatz. Wenn es gelingt die Sensitivität und Selektivität dieser Detektionskomponente zu steigern, eröffnet dies zum einen die Chance auf zuverlässigere Diagnostik-Ergebnisse aber auch auf ganz neue Schnelltests. Wir haben uns zusammen mit Partnern der Universität Duisburg-Essen, der Microcoat Biotechnologie GmbH und der Particular GmbH im Projekt LENA dieser Fragestellung angenommen. Ziel ist die Entwicklung neuer Schnelltests für Staphylococcus aureus und für MRSA-Stämme, die aktuell mangels Sensitivität noch nicht zur Verfügung stehen.

Grundprinzip

Um ein entsprechend innovatives Produkt für die Point-of-Care-Diagnostik entwickeln zu können, zielt das Projekt auf eine Substitution der herkömmlichen, chemisch hergestellten Nanopartikel-Biokonjugate durch lasergenerierte Legierungsnanopartikel-Konjugate. Dadurch sollen verbesserte optische Eigenschaften sowie höhere Funktionalisierungsdichten auf der Oberfläche der Partikel zur Sensitivitäts- und Selektivitätssteigerung in der Detektion erreicht werden. Hierzu streben wir die Übertragung der Synthese der Partikel auf einen kontinuierlichen Prozess in einer mikrostrukturierten Durchflusskammer an.

Ziel

Die Entwicklung und Realisierung dieser Durchflusskammer zur Generierung der Nanopartikel durch Laserablation von einem Metalltarget stellt unsere Kernaufgabe im Projekt dar. Mit dem kontinuierlichen Prozess als Prozessinnovation streben wir letztlich eine robuste Serienfertigung der Partikel mit verbesserten Produkteigenschaften und reduziertem Ressourcenverbrauch an, um für die daraus resultierenden Produkte konkurrenzfähige Preise zu ermöglichen.

Unser F&E Angebot

Wir verstehen uns auf die kontinuierliche Synthese von Nanopartikeln und verbessern so die Qualität und erhöhen die Quantität der verfügbaren Nanopartikel. In zahlreichen Projekten haben wir weiterhin gelernt, wie man durch den Einsatz mikrostrukturierter Elemente oder mikrofluidischer Grundoperationen das patientennahe Testen einfacher, schneller, sicherer und kostengünstiger macht.

Mögliche weitere Einsatzgebiete kontinuierlich hergestellter Nanopartikel:

  • Fluoreszierende Quantum Dots in der Konsumgüterindustrie
  • Eisenoxid-Nanopartikel für Trennprozesse und gezielte Wirkstofffreisetzung

 

Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages, Förderkennzeichen 13N12978.