Das Biomolekülnachweisverfahren, das im vom AIT Experten Rainer Hainberger koordinierten EU-Projekt „IMPETUS“ entwickelt wurde, verbindet Papier-, Druck- und Mikrochip-Technologien und schließt die Lücke zwischen Schnelltests und Laboranalysen. Hainberger ist sich sicher, dass papierbasierte Biosensoren die Zukunft sind und meint: „Alles, was Ärzt:innen benötigen, ist ein Smartphone mit der passenden App, um das Ergebnis abzulesen. Papierbasierte diagnostische Testsysteme sind günstig, umweltfreundlich und bringen das Labor in die ärztliche Praxis. Die im Projekt entstandene Pilotlinie ist eine wichtige Grundlage für den nächsten Schritt von reparativer zur präventiver Gesundheitsversorgung.“
Ist eine Behandlung mit Antibiotika zielführend? Zwischen bakterieller und viraler Infektion schnell und kostengünstig zu unterscheiden war nur ein Anwendungsbeispiel für die im EU-Projekt IMPETUS entwickelten Fertigungsverfahren für papierbasierte Biosensoren. Das EU-Projekt unter der Leitung von AIT Biosensor Experten Rainer Hainberger, Competence Unit Molecular Diagnostics des Center for Health and Bioresources, endete mit Oktober 2022 und baute eine Pilotlinienfertigungsanlage in industrieller Umgebung bei dem IMPETUS-Partner tagtron GmbH in Vöcklabruck auf, um nachhaltige und vollständig integrierte papierbasierte elektrochemische Biosensoren, deren Testresultate direkt auf ein Smartphone übertragen werden können, massenproduktionstauglich herzustellen. Die meisten Infektionskrankheiten bedürfen einer abgestimmten Behandlung. Diese kann nur erfolgen, wenn das medizinische Fachpersonal die Infektion auch identifizieren kann. Labortests sind aufwendig, kostenintensiv und brauchen oft zu lange - hier entwickelte das Projekt die Basis, um rasch und kostengünstig, mit unter 20 Euro pro Einwegtest, auf einzelne Krankheiten abgestimmte Tests zu realisieren. Dazu entwickelte man geeignete Sieb-, Flexo- und Tintenstrahldruckprozesse sowie eine neuartige Methode zur Chipmontage für eine Rolle-zu-Rolle-Produktion. Auf den Streifen eines speziell entwickelten Papiers werden die Funktionalitäten der elektrochemischen Biosensortestkarte aufgedruckt und ein Mikrochip appliziert. Dieser energieeffizienter Siliziummikrochip, der von der Infineon Technologies Austria AG entwickelt wurde, sorgt für die elektrochemische Signalerfassung, Speicherung und kontaktlose NFC-Datenübertragung. Eine gedruckte Batterie genügt hierbei zur Energieversorgung.
Die Arbeitsgruppe Biosensoren der AIT Competence Unit Molecular Diagnostics kann auf jahrelange Erfahrung im Bereich der Entwicklung von Sensorlösungen für die patientennahe Diagnostik zurückgreifen, die für den derzeit stattfindenden Wandel des Gesundheitssystems, weg von reparativer hin zu präventiver Medizin, benötigt werden. Das interdisziplinäre Team aus den Bereichen Physik, Chemie, Biologie und Elektronik arbeitet an Konzepten, die eine engmaschige Überwachung des menschlichen Gesundheitszustands zulassen. Das neuartige papierbasierte Diagnosetestkartenkonzept in Scheckkartenformat wird eine quantitative Messung von Biomolekülen in wenigen Tropfen der zu untersuchenden Körperflüssigkeit erlauben und ist vor allem für medizinisches Fachpersonal in der Praxis direkt vor Ort gedacht.
Partner
An dem durch Mittel der Europäischen Union geförderten Horizon 2020 Forschungsprojekts (Grant No. 761167) waren renommierte Partner beteiligt: • vier Forschungsinstitute: AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Silicon Austria Labs GmbH, Papiertechnische Stiftung, Technische Universität Chemnitz • fünf KMU: Maurer Services GmbH, Maurer Engineering UG, Pro-Active sprl, Saralon GmbH, tagtron GmbH • fünf große Unternehmen: Felix Schoeller Holding GmbH & Co KG, Infineon Technologies Austria AG, R-Biopharm AG, Ricoh UK Products Ltd, Sun Chemical Ltd
Ausführlichere Informationen: https://www.ots.at/presseaussendung/OTS_20221122_OTS0032/papierbasierte-biosensoren-bringen-das-labor-in-die-aerztliche-praxis
Projekthomepage: https://www.project-impetus.com/