Biochip zur Analyse von Molekülen vorgestellt

Infineon (Börse Frankfurt: IFX) hat den weltweit ersten Biochip mit integrierter Auswerteelektronik vorgestellt. Er soll die bedeutend schnellere, einfachere und kostengünstigere Analyse von Biomolekülen, wie Nukleinsäuren oder Proteinen, in der klinischen Diagnostik und der patientenindividuellen Medizin ermöglichen, so das Münchner Unternehmen.

Die erste Generation von Biochips, die Infineon Mitte diesen Jahres anbieten wird, arbeite mit aufwändigen optischen Analysemethoden. Binnnen Jahrsfrist soll die Eignung der elektronischen Biochips in der Praxis bestätigt werden.

Die Hardware enhält 128 miniaturisierte Probenträger, die jeweils bis zu hundert Mikrometer (ein Zehntel Millimeter) klein sind. Der Chip selbst ist dabei laut dem Hersteller nur etwa einen Viertel Quadratzentimeter groß. Er ersetzt bis zu 128 Einzeltests, die bisher nur durch zeit- und kostenintensive Reihenuntersuchungen möglich waren.

Gerade die medizinische Diagnostik in Krankenhaus und Arztpraxis lasse sich durch derartige elektronische Biochips verbilligen und verbessern. Langfristig sollen es die Biochips ermöglichen, vor der Einnahme von Medikamenten zu prüfen, wie ein Patient auf ein bestimmtes Arzneimittel reagiert.

Infineons Biochip basiert auf einem Standard-CMOS- (Complementary Metal Oxide Silicon) Halbleiter-Fertigungsprozess mit zusätzlichen Goldelektroden. Silizium als Basismaterial bietet den Vorteil, dass Elektronik für die Signalverstärkung und die Signalauswertung im Chip integriert werden kann. Gegenüber optischen Systemen, die komplizierte und aufwändige Auswertungsapparaturen und speziell geschultes Personal benötigen, sind rein elektronische Lösungen laut Infineon einfacher zu bedienen und wesentlich robuster.

Neu ist, dass die biochemisch erweiterte CMOS-Technik mit einer empfindlichen On-Chip-Auswerteelektronik kombiniert wurde. Beim integrierten elektronischen Analyseverfahren werden den zu untersuchenden Proben Enzyme zugefügt. Diese Enzyme können eine weitere zugegebene Substanz in elektrisch aktive Bestandteile aufspalten. Dadurch entsteht ein Stromfluss an den Goldelektroden der Sensorelemente, der mit hochempfindlichen Schaltungen gemessen werden kann. Über den zeitlichen Verlauf des Stromflusses lasse sich die Konzentration einer gesuchten Substanz ermitteln.