Wir über uns

 

Die Arbeitsgruppe Biosensorik im Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München (Institut für Klinische Chemie und Pathobiochemie) beschäftigt sich mit der Anwendung von Biosensor-Techniken zur Aufklärung der Interaktion von Steroiden mit Steroid-bindenden Proteinen und zur Verbesserung der Diagnostik von Autoimmunerkrankungen (Antiphospholipid-Syndrom, Systemischer Lupus Erythematodes, Hemmkörperhämophilie).

 

Derzeitige Mitarbeiter der Arbeitsgruppe:

Frühere Mitarbeiter der Arbeitsgruppe

 

Biosensoren

 

1. Was versteht man unter einem Biosensor?

Ein Biosensor ist eine analytische Einheit aus einem Festphasen-gebundenem biologischen Element, das zur reversiblen biospezifischen Interaktion mit einem Analyten zur Verfügung steht, und einem Signalwandler zur Detektion dieser Interaktion.

 

2. Nach welchem Prinzip arbeitet der in der Arbeitsgruppe angewande Biosensor?

In unserer Arbeitsgruppe wird ein optischer Biosensor verwendet, der nach dem sog. Surface Plasmon Resonance (SPR)-Prinzip arbeitet. Zum Phänomen der SPR kommt es, wenn monochromatisches, polarisiertes Licht unter den Bedingungen der Totalreflexion von einem Medium mit höherem Refraktionsindex (RI) in ein Medium mit niedrigerem RI eingestrahlt wird und sich an deren Kontaktstelle eine dünne Schicht aus sog. freiem Elektronen-Metall befindet. Dabei tritt bei einem bestimmten Einfallswinkel eine Intensitätssenke des reflektierten Lichtes auf. Der Winkel der Intensitätssenke (sog. Resonanzwinkel) reagiert sehr sensitiv auf Veränderungen des RI einer dünnen Schicht zwischen Metall und Medium mit niedrigerem RI. Interagieren dort Biomoleküle mit schon immobilisierten Liganden, so vergrößert sich der Resonanzwinkel.

 

3. Wie ist ein SPR-Biosensor aufgebaut?

Zwischen einem Glasprisma mit hohem RI und der Pufferlösung mit niedrigem RI befindet sich eine dünne Goldfolie, auf deren der Pufferlösung zugewandten Seite der Ligand immobilisiert ist.

Die Pufferlösung mit dem Analyten fließt kontinuierlich über die Goldoberfläche, so dass Analyt und Ligand miteinander interagieren können. Zur Detektion des Resonanzwinkels trifft ein keilförmiger Lichtstrahl in einem festgelegten Bereich von Einfallswinkeln zwischen 66° und 69° auf die Goldoberfläche des Sensorchips. Der eingestrahlte Lichtstrahl wird entsprechend den Bedingungen der Totalreflexion reflektiert und auf die Photodetektoreinheit projiziert. Die Darstellung der Messung erfolgt dann in einem sog. Sensorgramm, in dem der Resonanzwinkel als Funktion der Zeit aufgetragen wird. Im Sensorgramm lassen sich markierungsfrei und in Echtzeit die fortschreitenden Interaktionen an der Chipoberfläche verfolgen. Das System ermöglicht, auf einer Vielzahl unterschiedlicher Oberflächen aus kinetischen Daten Rückschlüsse auf die Avidität biospezifischer Interaktionen zu ziehen.

 

Kooperationen

Prof. Dr. Michael Spannagl, Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München, Hämostaseologie

Prof. Dr. Günter Gauglitz, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Tübingen

Prof. Andrew B. Holmes, School of Chemistry, Bio21 Institute, University of Melbourne, Australien

Prof. Dr. Karl J. Lackner, Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin, Klinikum der Universität Mainz

Dr. Jochen Metzger, mosaiques-diagnostics GmbH, Hannover

Dr. Melanie Moore, National Institute for Biological Standards and Control, Potters Bar, UK

Prof. Dr. Reinhard Niessner, Institut für Hydrochemie und chemische Balneologie, TU München

Dr. Ulrich Rant, Walter Schottky Institut, TU München

Prof. Dr. Ulrich Walter, Institut für Klinische Biochemie und Pathobiochemie, Universitätsklinik Würzburg

 

Fördermittel

Unsere Gruppe wurde und wird gefördert von folgenden Drittmittelgebern:

BMBF
Bayerisch-Französisches Hochschulzentrum (BFHZ)
Klinische Forschungsförderung im Klinikum rechts der Isar
Stiftung für Pathobiochemie und Molekulare Diagnostik der DGKL
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
EU (6th Framework Programme)