Ein PCR-Teststandard in der Point-of-Care Diagnostik – geht das?

PCR-Tests sind der Goldstandard beim DNA-Nachweis von COVID-Infektionen. Dabei wird das Erbmaterial des Virus zunächst vervielfältigt, um anschließend zu zeigen, ob die betroffene Person mit Erbmaterial des Erregers belastet ist. Die Methode gilt als zuverlässig und belastbar. Doch sie gilt auch als aufwendig und ungeeignet für Tests vor Ort, die Point-of-Care-Diagnostik.

In Zusammenarbeit mit dem Kompetenzbündnis DIANA ist es dem Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) nun gelungen, neuartige Schnelltests zu entwickeln. Diese bedienen sich der gleichen Funktionsweise wie PCR-Tests. Sie vervielfachen die Erreger- DNA binnen weniger Minuten mithilfe isothermaler Amplifikation. Auf einer Testplatte von der Größe einer Visitenkarte werden miniaturisierte Heizelemente und Ventile aufgebracht. Sie vermehren die Erreger-DNA und leiten Sie über kleinste Kanäle auf einen biochemischen Reaktionschip. Das Ergebnis wird Innerhalb weniger Minuten sichtbar. Aufgrund der schnellen Resultate und der einfachen Handhabung soll das Entwicklungsprojekt nun in den Marktverkehr gebracht werden.

Das Besondere – die verfahrenstechnologischen Herausforderungen, die wir, Otto Injektion Molding, gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Elektronische Nanosysteme (ENAS) überwinden mussten. So galt es, die haarfeinen Mirkokanäle über neuartige Spritzgussverfahren in die Testsysteme einzugießen. Das Verfahren verlangt nach stabilen Temperatur- und Druckbedingungen und musste zunächst in zahlreichen Iterationen simuliert werden. Über die Mold-Flow-Simulation konnten wir schließlich zuverlässige Vorhersagen zum Spritzguss-Prozess und seinen Bedingungen treffen: Druck- und Temperaturverhältnisse, Einspritzdruck und zahlreiche andere Faktoren sind nun derart fein aufeinander abgestimmt, dass die nächste Ausbaustufe des Projekts beginnen kann – wir beginnen mit dem Serienguss.

Kommen wir auf die Eingangs gestellte Frage zurück: Ähnlich zuverlässige Testverfahren wie der PCR-Test in der Point-of-Care-Diagnostik – geht das? Die Antwort lautet: Sehr wohl! Und gemeinsam mit unseren Partnern des DIANA-Bündnisses sorgen wir nun für einen Transfer der Entwicklungsergebnisse in massenmarkttaugliche Produkte.

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