VIRENCHIP Innovative Probenvorbereitung zur Virenuntersuchung mittels mikrofluidischer Chiptechnologie

Ziel des Projektes Viruschip war eine spezifische Anreicherung von Viruspartikeln aus Naturschwimmbädern mit Hilfe von bio-aktivierten Mikrofluidchips zur Qualitätskontrolle des Wassers.

Der Hintergrund ist eine mögliche Belastung von Schwimmbadwasser mit human pathogenen Viren, die während der Wasseraufbereitung laut Wasserverordnung DIN 19645 (2006) um mehr als 7 log- Stufen reduziert werden müssen. Dies geschieht mit altherkömmlichen Methoden wie der Flockung, Filtration, bei Bedarf Adsorption an Aktivkohle und Chlorung. Eine neuere Methode ist die Ultrafiltration, bei allen genannten Methoden ist jedoch keine quantitative und spezifische Erfassung von Viren möglich. Im Schwimmbadwasser lassen sich zahlreiche humanpathogene Viren nachweisen. Dazu gehören z.B. die Enteroviren, Adenoviren, Hepatitis A Viren, Noroviren und Papillomaviren. Im Projekt Viruschip wurde ein neuartiges biologisch-technisches Verfahren entwickelt. Dieses Verfahren ermöglicht eine schnellere und spezifische Anreicherung von Viruspartikeln mit Hilfe von Mikrofluidchips im Nanometerbereich aus größeren Flüssigkeitsvolumina im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Die Anreicherung wird über immobilisierte und zur Probenlösung ausgerichtete Antikörper innerhalb mikrofluidischen Strukturen realisiert. Kurze Diffusionswege vom Antigen zum Antikörper ermöglichen eine effiziente Bindung der Viruspartikel. Zusätzlich sorgen Strukturkombinationen innerhalb des Mikrofluidchips für eine Auftrennung des laminaren Flüssigkeitsstroms, was ebenso die Antikörper-Antigenbindung verbessert. Der Nachweis und die Quantifizierung  der angereicherten Viruspartikel am Beispiel von Hepatitis A-Viren erfolgte in diesem Projekt über die Real-Time PCR. In Nachfolge-Projekten wie z.B. NANODETECT wird eine Mikro-Optik entwickelt, die dazu dienen soll, Signale vor Ort zu analysieren.

Generell bietet das entwickelte System eine variable Einsatzmöglichkeit durch Ersetzen des spezifischen Antikörpers. So können beispielsweise auch andere Kontaminationen aus Flüssigkeiten angereichert werden. Das System ist klein und robust, wodurch es auch zur Vor-Ort-Analytik als Handheld-Device zum Einsatz kommen könnte.

Folgeprojekte sind NANODETECT und Toxsens.