Online-Monitoring biochemischer Proben für effizientere Arbeit

Biochemische Reaktionen im Labor, wie Dialyse, Proteinsynthese oder die Kultivierung von Zellen, sind für verschiedene Therapieansätze notwendig. Ob durch die Reaktion die gewünschten Ergebnisse produziert wurden, kann derzeit nur im Nachhinein durch eine Analyse der Proben überprüft werden. Das führt zu Verzögerungen in der Herstellung, wenn Reaktionen nicht wie erwartet verlaufen sind und deshalb wiederholt werden müssen. Im Projekt SensoMem wurde daher ein System erforscht, um Proben im Labormaßstab mit Hilfe von Sensoren während der Reaktion zu überwachen und so Ergebnisse der Reaktionen zu verbessern. Prozesswiederholungen sollen somit vermieden werden.

IMMS erarbeitete kompakte und energieeffiziente Funksensor-Plattform

Das IMMS entwickelte eine kleine kompakte Funksensor-Plattform für eine wiederverwendbare Sensoreinheit zum Überwachen der Reaktionen. Dabei stellte die Kombination von geringem Bauraum mit der erforderlichen langen Messdauer von bis zu mehreren Wochen sowie der Anbindung und dem Auslesen verschiedener spezieller Sensoren die besondere Herausforderung dar. Für die Systemintegration waren daher Lösungen notwendig, die die Energieversorgung und den Platzbedarf für Hardware und Batterien minimieren. Hierfür mussten verbrauchsarme Komponenten und Energiemanagement für lange Messzeiträume ausgelegt werden. Darüber hinaus muss das System unter unterschiedlichen Laborbedingungen zuverlässig arbeiten und z.B. auch mit wenig Energiebedarf aus Metall-Brutschränken funken können.

Verfahren und Lösungen der Life-Science-Partner

Der Partner scienova GmbH war für die Auswahl der Sensoren, die Versuchsanordnung und die Datenauswertung zuständig. Das Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI untersuchte die biologischen Reaktionen im Hinblick auf biologische Kompatibilität und Anwendungen in der Proteinsynthese sowie Zellkultur und stellte dabei sicher, dass Sensoren und Elektronik dank biokompatibler Materialien die Reaktionen nicht verändern.