Signal-Booster für Fluoreszenz-Assays in der Molekularen Diagnostik; Teilvorhaben: Molekulare Signalgeneration und plasmonische Signalverstärkung
Mit der neuen Hightech-Strategie "Innovationen für Deutschland" hat sich die Bundesregierung das Ziel gesetzt, Ideen aus der Forschung noch schneller in innovative Produkte, Dienstleistungen und Innovationen für die Gesellschaft zu überführen. Dafür muss die Brücke zwischen akademischer Forschung und ihrer wirtschaftlichen Verwertung bzw. gesellschaftlichen Anwendung weiter gestärkt werden. Die Fördermaßnahme "Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung - VIP+" setzt hier an und unterstützt Forscherinnen und Forscher dabei, Forschungsergebnisse systematisch zu validieren und Anwendungsbereiche zu erschließen.
Eine Vielzahl von Tests in der molekularen Diagnostik beruht auf fluoreszierenden, d.h. unter bestimmten Voraussetzungen spontan lichterzeugenden Sonden, deren umgebungsabhängige und selektive Eigenschaften besonders für die Detektion von krankheitsspezifischen Molekülen geeignet sind. In der Praxis ist eine direkte Messung dieser Fluoreszenzsignale jedoch häufig nicht möglich, so dass zusätzlich Schritte zur Signalverstärkung benötigt werden, um bspw. geringe Konzentrationen von Krankheitserregern nachzuweisen. Eine direkte Amplifikation der Signale von vereinzelt vorhandenen fluoreszierenden Molekülen würde eine deutliche Vereinfachung gegenüber der oft verwendeten biochemischen Vervielfältigung der Moleküle darstellen.
Testverfahren – sogenannte Assays – könnten so einfacher, günstiger und deutlich schneller werden, was zu einer nachhaltigen Verbesserung und Effizienzsteigerung des Gesundheitssystems beiträgt. Im Vorhaben soll, basierend auf neu entwickelten Nanoantennen (Signal-Booster) und einem speziell dafür entwickelten Detektionssystem, eine Methode der direkten Fluoreszenzverstärkung beispielhaft für die klinische Diagnostik von multiresistenten Erregern validiert werden.
Die an der TU Braunschweig entwickelten Nanoantennen verstärken Fluoreszenzsignale um mehrere Größenordnungen und erlauben eine gezielte erregerspezifische Detektion. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPM soll ein sensitiver und automatisierter Demonstrator entwickelt werden, der das Probenmaterial und die Nanoantennen auf mikrofluidischen Chips zur Reaktion bringt, die Nanoantennen optisch ausliest und die Messergebnisse auswertet. Ein weiteres Ziel des Vorhabens ist die Validierung der Einsatzfähigkeit der Methode im klinischen Umfeld. Im Anschluss an das Validierungsvorhaben wird eine Firmenausgründung oder die Kooperation mit Industriepartnern angestrebt.