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Tätigkeitsfelder


Biosensoren - Entwicklung und Applikation

Inhalt ist die Entwicklung, Validierung und Anwendungen von Biosensoren. Biosensoren bieten die Möglichkeit, einfach, schnell und kostengünstig in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik, Biotechnologie, Pharmazie und klinischen Diagnostik Analysen durchzuführen. In Abhängigkeit vom Messgerät, mit dem der Sensor kombiniert wird, sind Einzelanalysen, Screening oder online-Messungen möglich. Biosensor-Messgeräte können auch für das Umweltmonitoring bzw. die Steuerung von biotechnologischen Prozessen verwendet werden.

Ein BIOSENSOR ist ein Meßsystem, bestehend aus biologischer Erkennungssubstanz (biologischer Rezeptor) und Signalwandler (Transducer), die in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind. Durch die selektive Bindung des Analyten an den Rezeptor oder durch den katalytischen Umsatz des Analyten durch den Rezeptor wird ein Meßsignal erzeugt, das von einem Transducer in ein elektrisch quantifizierbares Signal umgewandelt wird und mittels elektronischer Signalverarbeitung zu einer quantitativen Aussage der Messung führt.

Aptamere - neue molekulare Erkennungselemente

Aptamer-Prinzip
Funktionsprinzip der molekularen Erkennung mittels Aptameren
Grafik: R. Stoltenburg

APTAMERE sind als Nukleinsäurestrukturen eine innovative Lösung für die Anwendung als Rezeptoren in Biosensoren. Aptamere sind kurze einzelsträngige Nukleinsäure-Oligomere (ssDNA oder RNA), die aufgrund ihrer spezifischen komplexen dreidimensionalen Sekundärstruktur in der Lage sind mit hoher Spezifität, Sensitivtät und Selektivität an ihr nukleinsäurefremdes Zielmolekül zu binden (vergleichbar einer Antigen-Antikörper-Reaktion).
Dazu wurde in der AG der SELEX-Prozess (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) in  modifizierten Formen etabliert (FluMag-SELEX, Capture-SELEX).
Dadurch konnten DNA-Aptamere für die unterschiedlichsten Anwendungen entwickelt werden, u.a. für  Targets aus der Gruppe der Umweltschadstoffe und medizinisch relevante Targets. Neben der Anwendung als neue molekulare Erkennungskomponenten in Biosensoren können Aptamere auch in Testkits oder für die Affinitätsanreicherung eingesetzt werden.