Moderne PCR-Analysesysteme verwenden fluoreszierende Marker, um Viren mit einer hohen Spezifität und Selektivität nachweisen zu können. Dabei ist die Entwicklung von kundenspezifischen Messgeräten, die Fluoreszenz zum Nachweis nutzen, sehr anspruchsvoll. Die sich ergebenden Fluoreszenzsignale sind häufig sehr klein und werden leicht durch äußere Parameter beeinflusst. Unsere Experten unterstützen und beraten Ihre Kunden bei der Entwicklung und Produktion ihre Fluoreszenzanalyse-Geräte.
Einsatz von Fluoreszenzmarkern in der PCR-Analyse
Fluoreszierende Stoffe senden nach einer Anregung durch Licht spontan Licht einer anderen Wellenlänge als der Anregung aus. Dabei werden elektronische Zustände im Molekül angeregt. Sowohl das Spektrum, mit dem man einen Stoff anregen kann, als das Spektrum des abgestrahlten Lichtes ist charakteristisch für jeden fluoreszierenden Stoff. Durch ihr charakteristisches Verhalten können verschiedene Fluorophore zur gleichen Zeit präsent sein und dennoch voneinander unterschieden werden. PCR Instrumente, die zum Nachweis von SARS-COV-2 eingesetzt werden nutzen verschiedene Fluorophore gleichzeitig. Für die präzise Detektion und die Unterscheidung verschiedener Fluorophore ist ein sorgfältiges Design der Anregungs- und Detektionsspektren notwendig.
Die Polymerase-Kettenreaktion ist ein Verfahren zur Vervielfältigung von DNA. In Analyseverfahren der quantitativen PCR-Analyse (kurz qPCR) werden dem PCR-Prozess Fluoreszenzfarbstoffe zugegeben, die sich in der DNA einlagern. Damit ist die Größe des Fluoreszenz-Signals ein Maß für die Menge an gebildeter DNA. Zur Identifizierung der Virus DNA kommen in der Regel drei und mehr verschiedene Marker gleichzeitig zum Einsatz. Dies ist notwendig, um das Virus eindeutig nachweisen zu können. Zugleich verursacht die Verwendung mehrere Fluoreszenzmarker die zentrale Herausforderung an das optische Systemdesign.
Entwicklung von Fluoreszenz-Messsystemen
Für die Entwicklung von fluoreszenzbasierten Geräten ist es essenziell die physikalischen und chemischen Prozesse, die detektiert werden sollen, gut zu verstehen und deren Abhängigkeit von Umweltfaktoren im Labor ausführlich zu untersuchen. Kleinste Änderungen in der Chemie (z.B. im PH-Wert) oder der Physik (z.B. der Temperatur) können die Lichtausbeute in der Fluoreszenz beeinflussen. DIOPTIC entwickelt kundenspezifische miniaturisierte Prototypen und kann diese anschließend im Labor ausführlich charakterisieren.
Auch bei der Auswahl der optischen Komponenten ist viel Know-how gefragt. Die Beleuchtung mit Standard-LEDs ist zwar kostengünstig bringt aber neue Komplexitäten, wie ein breites Anregungsspektrum oder große Produktionsschwankungen mit sich. LEDs in der Anregung können die Verwendung von zusätzlichen optischen Filtern erfordern.
Die Komplexität eines solchen Gerätes steigt an, wenn mehrere fluoreszierende Marker gleichzeitig präsent sind und geringe Nachweisgrenzen gewünscht werden. Unser interdisziplinäres Team bestehend aus erfahrenen Chemikern, Physikern, Optikingenieuren und Hard-wareentwicklern ist für diese Herausforderungen bestens aufgestellt. Nehmen Sie mit uns Kontakt auf und besprechen Sie mit uns Ihre Fluoreszenz-Anwendung. Wir finden für jeden Kunden und jede Prüfaufgabe die perfekte Lösung.
Unsere Experten freuen sich über ihre Anfragen zu diesem Themengebiet und stehen Ihnen gerne mit Rat und Tat zur Seite.
Es berät Sie unser Experte: Dr. Benjamin Kühnreich (Office@dioptic.de) | Tel.: +49 6201 650 40-00