Lab-on-a-chip system for the optical characterization of molecular dynamics (BioLOC)

Proteine sind für nahezu alle Prozesse in einer Zelle verantwortlich: vom Stoffwechsel über strukturelle Funktionen oder DNA-Replikation. Da sie kleiner sind als das Auflösungsvermögen eines normalen Mikroskops, benötigt man für die Beobachtung hochauflösende Mikroskopie. Die Erforschung der Funktion von Proteinen geht allerdings über die reine Bildgebung hinaus und erfordert die Untersuchung dynamischer Prozesse. Bisher beruhen die meisten Methoden zur Molekülanalyse auf Ensemble-Messverfahren und Oberflächensystemen, die spezifische Moleküle binden. Das hier verwendete optische Instrument soll die Einzelmoleküle analysieren, ohne deren Funktion durch biochemische Anbindung möglicherweise zu beeinträchtigen. Ziel ist somit, ein System zu entwickeln, mit dem frei bewegliche Einzelmoleküle in einem kompakten mikrofluidischen Gerät untersucht werden können. Voraussetzung ist eine sehr hohe Nachweisempfindlichkeit einzelner Fluorophore, mit denen die Moleküle markiert sind. Für die Umsetzung einer verbesserten Detektionsempfindlichkeit wird ein Ansatz aus der Lichtblattmikroskopie verfolgt: die Beleuchtungs- und Detektionsstrahlengänge werden entkoppelt und senkrecht zueinander positioniert.