ultra-sensitiver und hochauflösender Microarray Scanner

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines kompakten fluoreszenz-basierten Microarray Scanners mit Einzelmolekülsensitivität. Das System basiert auf einer neuartigen Technologie, die zum ersten Mal Hoch- Durchsatz Scannen von großen Flächen mit Einzelmolekülempfindlichkeit und beugungslimitierter Auflösung ermöglicht. Mit dieser hohen Empfindlichkeit und einem gesamten dynamischen Bereich von acht Größenordnungen wird dieses System den momentan erhältlichen Auslesegeräten deutlich überlegen sein. Damit wird es bisher nicht zugängliche Information in der Microarray Analyse erstmals zugänglich machen. Microarrays ermöglichen die Analyse von Gen-Expression, DNA Sequenzvariationen, Proteinexpressionslevels, Zellen und anderen biologischen und chemischen Molekülen in einem massiv parallelen Prozeß. Die nunmehrige Verfügbarkeit von kommerziellen RNA Expressionsplattformen und mehr als 5000 Veröffentlichungen im Bereich Microarrays verdeutlichen die schnellen Fortschritte dieser Technologie in Grundlagen- bzw. angewandter Forschung. Als Konsequenz dieses enormen wissenschaftlichen Potentials wird für den globalen Markt ein sehr schnelles Wachstum vorhergesagt (DNA-Microarrays: von 596 Millionen US$ 2003 auf 937 Millionen US $ 2010, Protein Microarrays: von 122 Millionen US$ in 2002 auf mehr als 500 Millionen in 2008). Das Potential dieser Technik steht demnach außer Frage. Nichtsdestotrotz gibt es immer noch große Einschränkungen. Im Fall der DNA Microarrays verhindern fehleranfällige und zeitraubende Amplifizierungsmethoden schnelle und verläßliche Ergebnisse, im speziellen, wenn geringe Probenmengen vorhanden sind. Im Fall von Protein Microarrays, ist es durch das vollständige Fehlen einer zu Polymerase Ketten Reaktion adäquaten Technik überhaupt nicht möglich, Ergebnisse aus kleinen Probenmengen zu erhalten. Mit der Entwicklung eines kompakten ultra-sensitiven Scanners in diesem Projekt, eröffnen wir die Möglichkeit, ohne Amplifizierungsmethoden verläßliche Ergebnisse aus Microarrays zu generieren. Das System wird die Detektion einzelner hybridisierter Biomoleküle innerhalb von Microarray Spots erlauben bei gleichzeitiger genauer Quantifizierbarkeit von bis zu 108 gebundenen Molekülen. Durch die Erweiterung des dynamischen Bereichs um 5 Größenordnungen im Vergleich zu momentan erhältlichen Microarray Scannern, wird dieses System neue Perspektiven in der biomedizinischen Forschung und Diagnostik eröffnen.