Pressemitteilung von Markus Diehl

Prototypen für biochemisches Analysegerät

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Bisher sind der Nachweis und die genaue Bestimmung von Bakterien im Körper eines Patienten aufwendig und zeitintensiv. Ärzte sind deshalb oft gezwungen, Antibiotika verfrüht einzusetzen. Ziel des Mirina-Projekts (MIcroRIboNucleic acid Analyzer) ist es, ein mobiles biochemisches Analysegerät zu entwickeln, um krankheitserregende Bakterien zeitnah, zuverlässig und einfach zu bestimmen. Im Mirina-Projekt arbeiten das EMS-Unternehmen Vierling (http://www.vierling.de) ( Electronic Manufacturing Services (http://www.vierling.de/de/ems-dienstleistungen/)), die Universität Bayreuth sowie das Metallverarbeitungs- und Maschinenbauunternehmen Grimmer zusammen. Vierling hat das Konzept des Mirina-Messgeräts, die Elektronik zur Steuerung des Analyse-Prozesses und die Software des Systems entwickelt. Darüber hinaus hat Vierling Prototypen des Systems gefertigt und in mehreren Durchgängen optimiert.

Von Entwicklung über SMT-Bestückung (http://www.vierling.de) bis Prototypenbau

Zunächst hat Vierling das Gerätekonzept des Mirina-Systems und die elektronische Steuerung entwickelt. Im System kommt ein Messverfahren zum Einsatz, mit dem sich an einem Biochip mit aufgebrachter Probe minimale Ströme im Nano-Ampere-Bereich zuverlässig messen lassen. Um die Messwerte aufzubereiten und darzustellen, verfügt das Gerät über eine eigens entwickelte Software. Die elektronischen Baugruppen hat Vierling mit SMT (Surface Mounted Technology) und THT (Through Hole Technology) bestückt sowie Prototypen des Analysegeräts montiert und in Betrieb genommen. Nach mehreren Testläufen an der Universität Bayreuth haben die Entwickler von Vierling die Hard- und Software der Mirina Prototypen mehrfach optimiert.

Spezialisiert auf Prototypen und Fertigungsüberführung

"Die Prototypen des Mirina-Geräts zu entwickeln und zu optimieren war eine Aufgabe, die hervorragend zu Vierling passt", sagt Georg Herrmann, Bereichsleiter Entwicklung bei Vierling. "Unsere Entwickler haben während des gesamten Entwicklungsprozesses und speziell der Arbeit an den Prototypen bereits den reibungslosen Übergang in die spätere Serienfertigung im Sinn. Dabei stehen geringe Stückkosten und eine stabil hohe Fertigungsqualität im Mittelpunkt." Das kompakte Mirina-Gerät erforderte es, die chemischen, mechanischen und elektronischen Komponenten durchdacht zu platzieren, so dass diese optimal zusammenspielen und platzsparend zu montieren sind. "Vierling verfügt über jahrelange Erfahrung in Prototypenentwicklung und -bau für technisch anspruchsvolle Geräte und Systeme. Diese Kompetenz war ein entscheidender Faktor für den Erfolg des Mirina-Projekts", sagt Prof. Dr. Dr. h.c. Mathias Sprinzl, Projektinitiator und Verantworlicher an der Universität Bayreuth.

Analyse von Krankheitserregern auf Knopfdruck

Mit dem Mirina-Analysegerät lässt sich innerhalb weniger Minuten feststellen, welche Arten von Bakterien in einer Probe enthalten sind. Die Analysemethodik ermöglicht es selbst ungeschultem Personal, Proben zuverlässig zu analysieren. Durch das kompakte Design lässt sich das Gerät vor Ort in Arztpraxen oder direkt beim Patienten einsetzen. Für einen Messvorgang werden die Elektroden am Biochip zunächst mit bakterienspezifischen Nukleinsäuren modifiziert und mit Lösungen vorbehandelt. Hierzu kommen drei automatisierte Spritzenpumpen zum Einsatz. Die eigentliche Bakterienprobe wird manuell mittels einer Spritze zugeführt. Das Gerät erhitzt die Mischung und kühlt sie wieder ab. "Aufgrund eines elektrochemischen Prozesses entsteht ein Stromfluss im Nanoampere-Bereich, den das Gerät über eine empfindliche Messtechnik erfasst und auswertet", erklärt Prof. Dr. Dr. h.c. Mathias Sprinzl. "Eine eigens entwickelte Software stellt die Messwerte dar. Abschließend reinigt sich das Gerät automatisch und steht für den nächsten Messvorgang zur Verfügung. Das Analysegerät ist leicht für unterschiedliche Fragestellungen in der Diagnostik programmierbar."

Gemeinschaftsprojekt

Mirina ist ein vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördertes Gemeinschaftsprojekt. Der Lehrstuhl für Biochemie der Universität Bayreuth hat die grundlegenden biochemischen Verfahren und die Auswerteverfahren der Messungen entwickelt. Das mechanische Konzept hat die Grimmer GmbH mit Sitz in Lisberg bei Bamberg erarbeitet und technisch umgesetzt. Firmen- & Pressekontakt