Erster Bio-Chip mit Proteinen
An der Universität Purdue gelang Wissenschaftlern die Entwicklung eines Bio-Chips, der konventionelle Siliziumtechnologie mit biologischen Eiweißen verbindet.
Laut den Forschern aus Purdue könnten Tausende Proteine in einem Handheld-großen Rechner in sekundenschnelle spezielle biologische Erreger sowie schädliche Chemikalien aufspüren.
Großes Interesse an Protein-Chip
Obwohl Bio-Chips, die DNA enthalten, bereits bei der
Entschlüsselung des menschlichen Genoms einen wesentlichen Beitrag
leisten, ist das Interesse an den Protein-Chips groß. Der Grund
hierfür liegt in der großen Spezifität der Proteine in Bezug auf
andere Biomoleküle, die mit Proteinen interagieren. Wissenschaftler
vergleichen die Bindungs-Spezifität von Proteinen oft mit einem
Schlüssel-Schloss-Prinzip. Die Forscher erhoffen sich von der
Anbindung jener "Schlüssel"-Proteine an einen Chip einen in dieser
Form einmaligen, hoch spezifischen medizinischen Detektor.
Original-News-Release der Universität PurdueMittels Photolithografie
Die Forschergruppe überzog in einem ersten Schritt mittels Photolithografie den Chip mit einem dünnen Overlay.
Das erleichterte die Identifizierung der Kanäle und der metallischen Oberfläche des Chips. Dann konnten die Proteine durch die in ihnen natürlich auftretenden elektrischen Ladungen mit dem Chip verbunden werden.
Protein-Bindung-Test mit Vitaminen
Der Basis-Siliziumchip wurde zuerst von einem Professor der
"Electrical and Computer Engineering"-Gruppe in deren Labors
hergestellt. Dann konnten die Wissenschaftler das Protein "Avidin"
erfolgreich an den Chip binden. Avidin bindet normalerweise an das
Vitamin Biotin. Ein fluoreszenztes Biotin-Molekül konnte dann
erfolreich an das im Chip eingebettete Avidin-Protein gebunden
werden.
Department for Biomedical EngineeringSynergien erwartet
Die Forscher aus Purdue erwarten sich von der Entwicklung des Bio-Chips ein weiteres Zusammenwachsen von Life Sciences und Mikroelektronik.
Sie sehen im zunehmenden Synergiepotenzial der beiden Bereiche eine Möglichkeit zur Entwicklung billigerer Apllikationen, die effizienter und leistungsfähiger arbeiten.
Protein-Chip-Bindung als Schlüssel
Ein Schlüsselelement dieser Forschungsarbeit bestand in der
erfolgreichen Bestätigung der Stabilität der Protein-Chip-Bindung.
J. Paul Robinson, Professor für "Biomedical Engineering and
Immunopharmacology", verwendete eine hoch entwickelte
Mirkoskoptechnologie, um die Interaktionen auf der Chip-Oberfläche
und die Anbindung der Proteine genau zu untersuchen.
Electrical and Computer Engineering der Universität Purdue