Produktblätter und Technology Offers

AquaNANO - Nanosonden basierte schnelle Trinkwasseranalyse

© Fraunhofer IME | Florian Schröper

Trinkwasser ist unser wichtigstes Lebensmittel und wird entsprechend streng und häufig kontrolliert. Trotzdem kommt es immer wieder zu Situationen, in denen eine Kontamination mit Krankheitserregern nicht ausgeschlossen werden kann, z. B. nach Überschwemmungen oder Erdbeben. Zudem sind bioterroristische Anschlagszenarien nicht auszuschließen, da Versorgungseinrichtungen aufgrund flächendeckender Infrastruktur und zentraler Einspeisungsorte ein potenzielles Anschlagsziel darstellen. Etablierte Analysen sind laborbasiert, aufwendig und zeitintensiv. Derzeit fehlt es an zuverlässigen und sensitiven Schnelltestverfahren, die vor Ort einsetzbar sind. Ziel des Verbundprojektes AquaNANO ist es, ein neuartiges mobiles Analysesystem zu entwickeln, mit dem in kürzester Zeit Verunreinigungen im Trinkwasser erkannt werden können.

Innovative Detektionstechnologien und Testsysteme

© Fraunhofer IME | Florian Schröper

Das Fraunhofer IME ist ein anwendungsorientiertes Forschungsinstitut, das sich auf die Entwicklung innovativer Analyseplattformen konzentriert. In enger Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie entwickeln wir maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Herausforderungen. Eines der Forschungsschwerpunkte des Fraunhofer IME ist die Entwicklung maßgeschneiderter immunologischer Assays und die Herstellung spezifischer Antikörper für diese Zwecke. Neben der Anpassung klassischer Verfahren wie dem enzymgekoppelten Immunosorbent-Assay (ELISA) an spezifische Probleme, konzentrieren wir uns auch auf die Entwicklung innovativer Schnelltestplattformen, z.B. durch den Einsatz spezieller magnetischer Nanosonden.

Magn-I-tekt Magnetische Immundetektion für mobile und schnelle Identifikation von Pflanzenpathogenen

© Fraunhofer IME | Florian Schröper

Pflanzenpathogene wie Viren und Pilze wirken sich weltweit stark auf Kulturpflanzen aus und führen zu erheblichen wirtschaftlichen Einbußen von bis zu 30 Prozent. Um zeitnah geeignete Maßnahmen, wie die Verwendung von Pflanzenschutzmitteln einzuleiten und so die Ausbreitung solcher Krankheiten zu verhindern, ist die frühzeitige Identifizierung und Quantifizierung der Pflanzenpathogene von entscheidender Bedeutung. Routinemäßiges Untersuchen von zufälligen Pflanzenproben auf das Auftreten bestimmter Pathogene ist eine geeignete Strategie. Hierfür haben wir ein neuartiges Schnelltestverfahren mit Hilfe von Antikörper-funktionalisierten Magnetpartikeln entwickelt. Kontinuierliche Probenahmen auf dem Feld in Verbindung mit dem mobilen Schnelltest ermöglichen eine frühzeitige Erkennung von pathogenem Befall und eine effiziente Kontrolle der Pflanzenschutzmittelmenge.

DNA-Seqienzierung

© Fraunhofer IME | Birgit Orthen

DNA-Sequenzierung ist ein sehr arbeits- und zeitintensiver Prozess, der aus der modernen biologischen Forschung nicht mehr wegzudenken ist. Sie wird benötigt um neue Gene zu charakterisieren oder um die Identität rekombinanter DNA zu verifizieren. Um unsere Kunden bei ihren Forschungsaktivitäten zu unterstützen, bieten wir ein Portfolio von DNA-Sequenzierungen und verwandten Dienstleistungen an:
• Plasmid-DNA Präparation
• PCR-Produkt Aufreinigung
• Präparation von Sequenz-Reaktionen
• Analyse von Sequenz-Reaktionen

Antikörpertechnologien

© Fraunhofer IME | Anne Peuscher

Am Fraunhofer IME werden seit vielen Jahren murine Antikörper mittels der Hybridomatechnologie hergestellt. Darauf basierend, hat sich unsere Expertise auch in andere Bereiche der Arbeit mit Antikörpern ausgedehnt. Ein modernes Zellkulturlabor mit automatisierter Zellkultivierung, steht zur Generierung und Selektion von antikörperproduzierenden Zellen zur Verfügung. Die Reinigung der produzierten Antikörper sowie Charakterisierung und Funktionsanalysen (u. a. mittels Gelelektrophorese, ELISA und Surface Plasmon Resonance) werden routinemäßig durchgeführt. Die Klonierung der genetischen Information der Antikörper und weiterführend die Optimierung derselben sowie die Überführung in andere Antiköperformate z. B. Einzelkettenantikörper (scFv) sind ein integraler Teil unserer Arbeit.

Biacore Interaktionsanalysen

© Fraunhofer IME | Holger Spiegel

Die Aktivität von pharmazeutischen Wirkstoffen beruht in der Regel auf einer molekularen Interaktion des jeweiligen Wirkstoffs mit spezifischen Rezeptor- oder Zielmolekülen im Körper des Patienten. Bei der Identifizierung und Entwicklung sowie im Rahmen der Qualitätskontrolle bei der Herstellung von neuen Medikamenten und Impfstoffen, spielt die zuverlässige und detaillierte quantitative Charakterisierung der Biomoleküle im Bezug auf Interaktionsparameter wie Spezifität, Bindungsstärke und Stöchiometrie eine entscheidende Rolle.

Chronische Invertebratenstudien im Fließgewässer

© Fraunhofer IME | Klaus Peter Kappest

Speziessensitivitätsverteilungen (SSDs) werden zunehmend in der ökologischen Risikobewertung von Chemikalien eingesetzt. SSDs kompilieren Toxizitätsdaten für eine Reihe von Arten, die einen spezifischen Anteil von betroffenen Arten in einer Gemeinschaft darstellen, um gefährliche Konzentrationen (HCx) abzuschätzen. Für die Risikobewertung von Pflanzenschutzmitteln sind Tests für mindestens acht wirbellose Arten der empfindlichen taxonomischen Gruppe für den SSD-Ansatz erforderlich. Da es bisher schwer war chronische Studien für diese Anzahl an Invertebraten durchzuführen basieren die meisten SSDs aquatischer Invertebraten für Pflanzenschutzmittel bisher auf akuten Toxizitätstests. Das Fraunhofer IME ist in der Lage chronische Tests mit verschiedenen Invertebratenarten - auch Fließgewässerarten - durchzuführen um Toxizitätsdaten für eine chronsiche SSD zur Verfügung zu stellen.

Eco'n'OMICS – Screeningentwicklung für ökotoxikologische Risikovorhersage

© Fraunhofer IME | Sebastian Eilebrecht

Wirkstoffe von Pflanzenschutzmitteln, Bioziden oder Arzneimitteln können in Nicht-Zielorganismen schädliche Effekte ausüben. Deshalb fordert die europäische Gesetzgebung von Herstellern für die Registrierung dieser Substanzen die Bereitstellung von Daten zu deren Umweltrisikobewertung. Die zur Erhebung dieser Daten durchgeführten OECD Standardtests sind zeit- und kostenintensiv und gehen mit einer erheblichen Anzahl an Tierversuchen einher. Aus diesen Gründen werden diese Tests erst am Ende der industriellen Wirkstoffentwicklung durchgeführt, was das Risiko eines Scheiterns bei der Zulassung aufgrund einer nachgewiesenen schädlichen Umweltwirkung birgt. Das Eco’n’OMICs Projekt befasst sich mit der Entwicklung einer frühen Vorhersage des ökotoxischen Risikos von Wirkstoffvorläufern auf Basis von Substanz-induzierten molekularen Veränderungen in aquatischen Modellorganismen.

Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR) am Fraunhofer IME

© Fraunhofer IME | Studio 95

Die meisten organischen Substanzen unterliegen im Laufe ihres »Lebens« Transformations- und Abbauprozessen, wobei sich neue Substanzen mit gänzlich anderen Eigenschaften bilden können. Für die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln müssen daher Informationen zu Abbauwegen in verschiedenen Umweltmatrices sowie zum Metabolismus in Nutzpflanzen und Nutztieren vorgelegt werden. Behördliche Zulassungsverfahren stellen sehr hohe Anforderungen an die Umweltanalytik organischer Substanzen. Entscheidend für die Aufklärung von Transformationsprodukten und Metabolismuswegen ist dabei, dass auch kleinste Substanzmengen sicher identifiziert werden können. Die Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR) ist die momentan leistungsfähigste Analysenmethode zur Aufklärung der Strukturen organischer Substanzen. In Ergänzung mit hochauflösender Massenspektroskopie ist es möglich, sowohl die Zusammensetzung (Summenformel) als auch die chemische Struktur unbekannter organischer Substanzen zu ermitteln.