Forschungsprojekt „PhoTox“

Krankmachende, bakterielle Toxine in Lebensmitteln können derzeit nur durch aufwendige Laboranalytik nachgewiesen werden. Es vergehen oft Tage bis das Ergebnis vorliegt. Wertvoll Zeit, in der unerkannte Kontaminationen zu erheblichen Schäden führen können. Im Rahmen des Projektes „PhoTox“ wird deshalb an einer Lösung geforscht, die eine schnelle und einfache Vor-Ort-Testung ohne Laborinfrastruktur ermöglichen soll. Dieses Ziel soll durch die Kombination einer mikrofluidischer Probenvorbereitung, hochspezifischen Antikörpern und eines ultrasensitiven Photodetektors auf einer Analysekartusche erreicht werden. Das Nachweisprinzip basiert dabei auf einer chemischen Reaktion, bei der Licht ausgesendet wird, wenn die Toxine an die Antikörper binden. Zwar ist diese Nachweisreaktion sehr spezifisch und sensitiv, allerdings ist die dabei ausgesendete Lichtmenge extrem gering. Das Fraunhofer IMS hat hierfür eine spezielle Lösung: Mikrochips mit Arrays von Einzelphotonendetektoren, sogenannten Single-Photon Avalanche Diodes (SPADs), die so empfindlich sind, dass einzelne Lichtteilchen (Photonen) detektiert werden können. Im Vergleich zu konventionellen Detektoren mit ähnlicher Empfindlichkeit, eignen sich die SPAD-Array-Mikrochips zur Integration auf der mikrofluidischen Analysekartusche auf kleinstem Bauraum. Das Fraunhofer IMS leistet somit einen entscheidenden Beitrag für das im Rahmen von „PhoTox“ zu entwickelnde innovative Vor-Ort-Testsysteme. Fünf weitere Partner aus Forschung (Fraunhofer IMM, Justus-Liebig-Universität Gießen) und Industrie (R. Biopharm AG, Ernst Rittinghaus GmbH, Bytec Medizintechnik GmbH) sind an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 2,6 Millionen Euro geförderten Projektes beteiligt.