Das Leipziger Mikrolabor soll die Arznei-Entwicklung beschleunigen. Foto: Institut für Analytische Chemie, Uni Leipzig
Chemieingenieure kombinieren Minikanäle, Elektrofelder und Spektrometer im Kleinmaßstab
Leipzig, 8. Februar 2015: Chemieingenieure der Uni Leipzig haben ein Mikrolabor auf einem Chip konstruiert, das die Entwicklung und Verbesserung beispielsweise von Arzneien oder Katalysatoren beschleunigen soll. In der nun vorgestellten neuen Version ihre Laborchips ersetzen Mikrokanäle, elektrische Felder und Lichtanalysatoren das aus klassischen Chemielaboren bekannte Arsenal wie Reagenzgläser, Kolben oder Mikroskope. Die sei „ein großer Schritt hin zur umweltfreundlichen chemischen Mikrosynthese“, schätzte Projektleiter Prof. Detlev Belder vom Institut für Analytische Chemie der Uni Leipzig ein.
Mikrolabore gelten weltweit als Trendthema
An Mikrolaboren im Computerchip-Maßstab arbeiten schon seit einigen Jahren Forschergruppen weltweit, gelten sie doch als interessante Alternative zu Großlaboren, um mit kleinstem Stoffeinsatz und recht schnell neue Mischungen etwa in der Chemieindustrie oder Pharmazeutik auf ihre Wirksamkeit hin zu testen. Indem sie den menschlichen Stoffwechsel – vielfach verkleinert – simulieren, könnten sie sogar viele Tierversuche überflüssig machen, hat erst jüngst ein Fraunhofer-Team in Dresden gezeigt.
Elektrische Felder kontrollieren Stoffflüsse
Der Leipziger Laborchip kombiniert nun eine Reihe von Verfahren, um pharmazeutische Ausgangsstoffe auch im Mikromaßstab präzise trennen und die Ergebnisse rasch analysieren zu können. So setzen sie den Stoffflüssen ein Elektrospray zu, damit diese leitfähig und mittels der sogenannten „Mikro-Freiflusselektrophorese“ in elektrischen Felder bei der Synthese gesteuert werden können. Außerdem koppelten die Ingenieure Massenspektrometer an ihren Laborchip, die das von den Mischungen ausgesandte Licht auswerten, um die darin enthaltenen Elemente gleich bestimmen zu können.
Billige und ökologische Pharma-Entwicklung erhofft
Prof. Detlev Belder. Foto: Uni Leipzig
„Solche Methoden werden in der chemischen und pharmazeutischen Industrie dringend benötigt, um Prozesse schnell und unter minimalem Ressourcenverbrauch optimieren zu können“, ist Detlev Belder überzeugt. „Mit Hilfe der Chiptechnologie können gänzlich neue Werkzeuge erschaffen werden, mit denen beispielsweise die Entwicklung von Arzneistoffen künftig deutlich verkürzt und zudem auch noch viel ökonomischer und umweltfreundlicher durchgeführt werden kann.“
Autor: Heiko Weckbrodt
Zum Weiterlesen:
Gegen Tierversuche: Dresdner Ingenieure simulieren Stoffwechsel des Menschen auf einem Chip
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