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Innovative Biochips für das Protein-Multiplexing

Für DNA sind Biochip-Technologien längst Routine und haben weltweit zu Unternehmenserfolgen wie Affymetrix oder Illumina geführt. Eine neue Technologieplattform der 2010 von der National University of Singapore ausgegründeten AyoxxA Living Health Technologies Pte. Ltd. ermöglicht jetzt die Multiplex-Analyse unterschiedlicher Proteine. Die auf den Labor- sowie den Hochdurchsatz-Markt zielende Plattform-Technologie erfordert Probenvolumina von unter 3µl, detektiert im niedrigen pg/ml-Bereich, und jeder einzelne Chip ersetzt mehr als 30 ELISA-Platten.

Im Gegensatz zu klassischen ELISA-Platten, die nur einen Datenpunkt pro Well abbilden können, gestattet die AyoxxA-Technologie echtes Multiplexing. Anders als geläufige Bead-basierte „Liquid Assays” erfordert diese Plattform keine komplizierten Lesegeräte wie etwa Durchflusszytometer oder Expertise in der Auswertung. Um Beads mit einem bestimmten Antikörper auf der Oberfläche unterscheiden zu können, sind konventionelle Beads mit einer Art „Nummernschild” gekennzeichnet, zum Beispiel mit mikroskopischen Strichcodes oder Schattierungen unterschiedlicher Fluoreszenzfarbstoffe. Immer jedoch ist es ein physikalischer Marker, der die Methode wesentlich komplizierter macht.

Mit der ersten Finanzierungsrunde von 3 Mio. Euro entsteht die Produktion der AyoxxA-Chips nun am neuen Standort am BioCampus Cologne. Die innovative Chip-Technologie nutzt anstelle der physikalischen Markierung der Beads sogenannte In-situ Encoded Bead-based Arrays (IEBA). Kern des Verfahrens ist das sequentielle Aufbringen identischer Beads. Dabei werden Beads mit dem ersten Biomarker-Antikörper an zufälligen Positionen auf den Chip aufgebracht und die XY-Koordinaten mit einer hauseigenen Software bestimmt. Danach folgt der gleiche Vorgang mit Beads, die einen zweiten Biomarker-Antikörper tragen. So entsteht nach vielen Iterationen eine komplexe Chipoberfläche, bei der die Positionen jedes Beads und der dazugehörenden Biomarker-Antikörper bekannt sind. Von diesem Herstellungsprozess bemerkt der Anwender indes nichts. Die AyoxxA-Chips kommen im klassischen 384 Well-Format so zum Einsatz wie normale ELISA Platten-Tests – mit dem Unterschied, dass jedes einzelne Well bis zu 30.000 einzelne Messpunkte liefert, die mit der AyoxxA-eigenen Software entschlüsselt werden können.

Anwendungen

Mit den Vorteilen ihrer Technologie wollen die Firmengründer Prof. Dr. Dieter Trau und Dr. Andreas Schmidt nicht nur Anwender von Mikrotiterplattentests zum Wechsel bewegen. Die neue Plattform bietet Probenvolumen von weniger als 3 Mikrolitern, eine Fülle an biologischen Daten und zusätzlichen Kontrollen, einen hohen Automatisierungsgrad und eine enorme Reduktion der Arbeitszeit. 

Auch erfordern die AyoxxA-Chips keine Investitionen in Lesegeräte – ein Argument gerade für akademische Labore und für Anwender die mit Multiplexing erst beginnen. Zum Auslesen der Chips genügt ein hochauflösendes Fluoreszenzbild, wie es zahlreiche Systeme am Markt liefern – im einfachsten Fall genügt ein gutes Fluoreszenzmikroskop. Eine Liste der von AyoxxA qualifizierten Lesegeräte wird dazu in Kürze herausgegeben. 

Ihre Anwendungen finden die AyoxxA Chips in einem breiten Feld von Protein-Biomarkern von Krebsforschung in akademischem Umfeld zu Preclinical Drug Screening in der industriellen Forschung. Mit einer klaren Ausrichtung als offene Plattform steht dabei Partnering für neue Biomarker-Panel für AyoxxA an erster Stelle. Die Chips können mit einem „AyoxxA Developer Kit“ in einem einfachen Verfahren um weitere Biomarker und eigene Antikörper-Tests erweitert werden. Überzeugen die neuen Tests, unterstützt das AyoxxA Bioassay-Team bei der Entwicklung, übernimmt Chips in die Serienproduktion und stimmt die Vermarktung gemeinsam ab. Anfragen zu gemeinsamen Biomarker-Panels sind damit hochwillkommen.

Der erste AyoxxA Chip zum Thema Inflammation umfasst 13 der häufigsten Zytokine. Weitere Protein-Chips zu Krankheiten und Forschungsbereichen wie Krebs, rheumatoider Arthritis oder Diabetes werden folgen.

Kontakt

Dr. Andreas Schmidt, CEO
AyoxxA Biosystems GmbH
BioCampus Cologne
Nattermannallee 1
50829 Köln
Andreas.Schmidt[at]ayoxxa.com

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Ausgabe 2/2013

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http://www.laborwelt.de/spezialthemen/pharmaanalytik/protein-multiplexing.html

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