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LABORWELT Nr. 2 / 2016 â€“ 17. Jahrgang

Analytica

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21.04.2016 13:32:28 Uhr

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21.04.2016 13:32:44 Uhr

Intro Deutsche Biotechnologietage / Analytica Laborwelt Hintergrund

Überblick Biotechnologietage Dienstag, 26. April & Mittwoch, 27. April 2016 Ort: Kongresshalle am Zoo, Leipzig Programm: 10.00 bis 18.00 Uhr (Dienstag), 7:30 bis 17.00 Uhr (Mittwoch) Teilnahmegebühr: 325,00 Euro (ermäßigt 175,00 Euro bzw. 95,00 Euro) www.biotechnologietage.de

Im Frühling geht es nach Leipzig und München Dr. Martin Laqua, Redaktion LABORWELT

Abb.: Messe München GmbH

Statt wie bisher im April versammeln sich alle, die in ihrem Leben schon einmal einen Laborkittel übergestreift haben, in diesem Jahr vom 10. bis zum 13. Mai zur 25. Fachmesse Analytica in München. Knapp 1.200 Aussteller, 22 Halb-und Ganztagessymposien und mehr als 150 Vorträge – die Rahmendaten deuten auch 2016 auf eine spannende Veranstaltung hin. Bereits eine Woche früher findet das selbsterklärte nationale Forum für die deutsche Biotech-Branche statt. Seit 2010 werden die Deutschen Biotechnologietage Jahr für Jahr an wechselnden Orten organisiert. In diesem Jahr lädt der sächsische Biotechnologiecluster zum Erfahrungsaustausch nach Leipzig. Zur Eröffnung der Deutschen Biotechnologietage hat sich mit Bundesgesundheitsminister Hermann Gröhe seit langem einmal wieder ein Mitglied der Bundesregierung bei dem Biotech-Treffen angesagt. Man darf gespannt sein, welche Nachrichten er nach Leipzig mitbringt. Ein weiterer Höhepunkt ist die Verleihung des Innovationspreises der Bioregionen am Abend des ersten Tages. Am zweiten Tag wird Staatssekretär Georg Schütte dann die Preisträger der im Vorjahr gestarteten 7. Auswahlrunde des Gründerwettbewerbs GO-Bio bekanntgeben. Das Thema der abschließenden Podiumsdiskussion „Big Data und Personalisierte Medizin“ dürfte das Interesse vieler der 700 erwarteten Besucher wecken. Konkret suchen Hartmut Juhl (Indivumed), Anna Eichhorn (Humatrix), Gerd Antes (Cochrane Deutschland) und Peter Schüßler (Thermo Fisher Scientific) eine Antwort auf die Frage, LABORWELT

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wann endlich Patienten von den Visionen der Politiker und Life-Sciences-Unternehmer profitieren werden.

Rekordniveau fast erreicht Wie gewohnt präsentieren die Aussteller der Analytica neue Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in Analytik, Labortechnik und Biotechnologie. Auch wenn die Ausstellerzahlen Mitte April noch knapp unter den Rekordwerten der vergangenen Messe im Jahr 2014 lagen, die fünf Hallen dürften wieder gut gefüllt sein. Firmen aus Biotechnologie, Life Sciences und Diagnostik sind vor allem in Halle A3 zu finden. Die Hallen A1 und A2 beherbergen die Aussteller zu Analytik und Qualitätskontrolle. Wie in den Vorjahren soll ein attraktives Rahmenprogramm die Besucher anziehen. Neben der bewährten

Analytica Conference gibt es in den jeweiligen Hallen wieder thematisch passende Foren: In Halle B2 findet das Forum Laboratory & Analytics (www.analytica.de/labor-forum ) statt, in Halle A3 das Forum Biotech (www.analytica. de/biotechnik). Im Rahmen des Forums Biotech läuft das Wissenschaftsformat „Life Science Spotlight“, welches von der VDGH-Fachabteilung Life Science Research organisiert wird. Am 10. und 11. – jeweils von 12 bis 14 Uhr – stehen aktuelle Forschungsthemen zur Diskussion. So erläutert zum Beispiel Dethardt Müller, welche neuen Wege der Auftragsfertiger Rentschler geht, um möglichst effizient multiple Wirkstoffkandidaten in die klinische Entwicklung zu bringen. Spherotec-Geschäftsführerin Barbara Mayer wird zeigen, wie auf Basis von 3D-Gewebeproben von Patientinnen Vorhersagen über die tatsächliche Wirksamkeit von Brustkrebstherapien gemacht werden können. Wem auf der Messe das echte Laborgefühl fehlt, der sollte sich die Sonderschauen vormerken. Sowohl bei Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit (Halle B2) als auch bei den Live Labs Materialanalytik (Halle B1) und Lebensmittelanalytik (Halle A3) werden im Rahmen von LiveVorführungen die Pipetten geschwungen.

Laborwelt Hintergrund

Die Analytica im Überblick Messe Dienstag, 10. Mai bis Freitag, 13. Mai 2016 Ort: Messe München, Eingang West Öffnungszeiten: Dienstag bis Donnerstag 9.00 bis 18.00 Uhr, Freitag 9.00 bis 17.00 Uhr Eintrittspreis: Tageskarte ab 40 Euro (online) www.analytica.de Conference Dienstag, 10. Mai bis Donnerstag, 12. Mai 2016 Ort: Internationales Congress Center, Messe München, Eingang West Die Teilnahme an der Analytica Conference ist im Eintrittspreis zur Analytica enthalten. www.analytica.de/konferenz 17. Jahrgang | Nr. 2/2016 | III

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Deutsche Biotechnologietage / Analytica Interview

Filterkarten groß in Mode Die Centogene AG hat sich auf die klinisch-genetische Diagnostik mit dem Schwerpunkt seltene Erkrankungen spezialisiert. Am Firmensitz in Rostock lagern Tausende Patientenproben. Sie dienen als Basis für die Suche nach Biomarkern für Diagnostik oder Therapie-Monitoring. Seit wenigen Wochen ist Peter Bauer Teil des Centogene-Teams. Im Gespräch mit L aborweLt verrät er, welcher Sequenzierungstechnologie seiner Meinung nach die Zukunft gehört und warum Centogene einer in den 1960ern entwickelten Filterkartenmethode vertraut.

Bauer Was die neurologischen Diagnostik-Panels angeht, ist Centogene insbesondere bei den metabolischen neurodegenerativen Erkrankungen, aber auch bei Parkinson- oder Epilepsie- und Muskelerkrankungen gut aufgestellt. Ich denke, ich kann meine Erfahrungen insbesondere bei erblichen Paraplegie- und Ataxie-Erkrankungen vor Ort einbringen. Generell verlagert sich der Schwerpunkt von Centogenes Arbeit aber immer mehr in die onkogenetischen Themengebiete. LABORWELT Was ist der große Trend im Bereich der NextGeneration-Sequencing-Diagnostik? Bauer Wir befinden uns in der Ära des 1.000-DollarGenoms. Ich denke, in zwei bis fünf Jahren sind wir mit noch leistungsfähigeren Maschinen deutlich unter 1.000 US-Dollar. Während momentan noch miniaturisierte, aber immer noch auf Basis amplifizierter Fragmente arbeitende Designs die Szene beherrschen, werden in naher Zukunft die Geräte direkt die Sequenz vorliegender Einzelmoleküle bestimmen können. Wir haben hier einige interessante Technologien auf unserem Beobachtungsschirm. LABORWELT Welche sind das? Bauer Aus Sicht der Datenqualität ist es tatsächlich so, dass wir versuchen müssen, auf die PCR zu verzichten. Ein Amplifizierungsschritt verändert definitiv das Ausgangsmaterial. Welche amplifizierungsfreie Technologie sich hier durchsetzen wird, ist noch unklar. Denkbar ist die Vereinzelung der DNA-Moleküle in Tröpfchen, auf Glas-Objektträgern oder auf biologischen Membranen. Bei der Halbleiter-Technologie von Genia, 2014 vom Schweizer Konzern Roche überIV | 17. Jahrgang | Nr. 2/2016

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nommen, ist eine solche Vereinzelung übrigens nicht notwendig. Hier werden die zu sequenzierenden DNA-Moleküle auf eine biologische Membran gegeben, in die kleine Bionanoporen eingelassen sind. Jede dieser Poren kann dann nicht nur die durch die Pore geschleusten, einzelnen Nukleotide erfassen – sondern gleich das komplette DNA-Molekül sequenzieren. Mit dieser Technologie könnten Sequenzierungen auf einen Schlag um ein Vielfaches preiswerter durchgeführt werden. LABORWELT Von der eigentlichen Sequenzierung einmal abgesehen – wo lauern noch andere Herausforderungen im Bereich der klinischgenetischen Diagnostik? Bauer Wir stehen vor der Aufgabe, die immer größer werdende Datenmenge sicher zu interpretieren. Hier brauchen wir zertifizierte Datenbanken und unterstützende Software. Das ist ein sehr innovatives Feld mit vielen Akteuren. Auch hier ist noch nicht absehbar, welche Lösungen sich am Ende durchsetzen werden. LABORWELT Welches Thema beschäftigt Sie derzeit bei Centogene am meisten? Bauer Wir erhalten diagnostische Proben aus Pakistan, Venezuela und von den Philippinen. Daher steht für uns immer die Frage im Raum: Wie kommen diese sicher, schnell, in guter Qualität und ohne extrem hohe Exportkosten in Rostock an? Die konventionelle Lösung, der Kurier-Versand von Blutröhrchen, ist teuer. Statt auf Blutröhrchen setzen wir daher fast ausschließlich auf Filterkarten. Das System ähnelt dem bekannten Guthrie-Test zur Feststellung einer Phenylketonurie bei Neugeborenen. Unsere Centocard ist als Medizinprodukt registriert. Die Abwicklung von Probensendungen ist damit preisgünstig und logistisch einfach. Darüber hinaus betrachtet der Zoll in fast allen Ländern die Filterkarte als „Dokument“ und nicht als „biologische Probe“. Auch die Möglichkeit der kompakten

Prof. Dr. Peter Bauer

Der Neurologe und Humangenetiker Peter Bauer leitete das molekulardiagnostische Labor des Instituts für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik der Universität Tübingen und ist stellvertretender Präsident der Deutschen Gesellschaft für Neurogenetik. Mit 140 Veröffentlichungen zu den Themen Neuro- und Krebsgenetik sowie Sequenzierungstechnologien hat Bauers Wort Gewicht in der Wissenschaftsgemeinde. Seit 1. Januar 2016 ist er als Chief Operating Officer im Vorstand der Rostocker Centogene AG, einem Spezialisten für NGS-basierte Diagnostik.

Archivierung der Karten bei Raumtemperatur für unsere Biomaterialbank ist von Vorteil. Das Material ist auf der Karte für mindestens 11 Jahre stabil. Unser kurzfristiges Entwicklungsziel ist es, demnächst auch zellfreie DNA über Filterkarten untersuchbar zu machen. Hier werden wir in die Materialentwicklung investieren. LABORWELT Was sind die Nachteile der Karten? Bauer Im Labor stehen wir natürlich vor der Herausforderung, mit deutlich kleineren Probenmengen auszukommen. Die Qualität ist eigentlich schon so gut, dass theoretisch die ganze genetische Routinediagnostik darauf umgestellt werden könnte. Doch dann müssten natürlich auch alle anderen Labore wie wir in der Lage sein, mit so kleinen Mengen hauszuhalten. Da sind grundsätzlich noch einige Schritte zu gehen. Peter Bauer bei den Deutschen Biotechnologietagen 2016: Symposium „Struktur für Big Data“ (27.4.2016, 11:30–13:00 Uhr)

Abb.: Centogene

LABORWELT Als Forscher haben Sie an neurodegenerativen Erkrankungen und Krebs gearbeitet. Wie werden Sie dieses Wissen in Ihre Arbeit bei Centogene künftig einbringen?

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Deutsche Biotechnologietage / Analytica Hochdurchsatzverfahren

Automation im Dienste innovativer Diagnostik Dr. Anke Kopacek, DiagnostikNet-BB e.V., Hennigsdorf Die Labordiagnostik kämpft mit hohen Anforderungen. Einerseits sollen die Ergebnisse hochpräzise sein, andererseits fordern Gesetzgeber, Ressourcen zu sparen. Hersteller und Anwender agieren in diesem Spannungsfeld – und reagieren mit Automatisierung. Neben Microarray-Technologien kommen auch immer mehr Omics-Methoden zum Einsatz. Diese eignen sich insbesondere zur Identifikation von Biomarkern. Ein neuartiges Verfahren ist hierbei die Shotgun-Lipidomics-Technologie der Firma Lipotype, die kürzlich – mit dem Nestlé Institute of Health Sciences – aktuelle Ergebnisse im European Journal of Lipid Science & Technology publiziert hat. Bisher werden im Labor in Sachen Lipide Parameter wie Cholesterin und Triglyzeride bestimmt. „Dabei wird jedoch die strukturelle Diversität der natürlicherweise im Körper vorkommenden Lipide völlig vernachlässigt“, betont Oliver Uecke von der Firma Lipotype in Dresden. Um diesen Mangel zu beheben, hat die Firma die Shotgun-Lipidomics-Technologie entwickelt, die es erlaubt, in biologischen und klinischen Materialien hunderte verschiedene Lipidmoleküle im Hochdurchsatz zu erfassen, sowohl quantitativ als auch strukturell. Mit dieser Technologie ist es aufgrund automatisierter Lipidextraktion, direkter Proben-Infusion und innovativer Software erstmals möglich, LipidAnalysen für eine große Probenzahl schnell, kostengünstig, hochpräzise und reproduzierbar durchzuführen. Durch die absolute Quantifizierung sind die Ergebnisse zudem universell vergleichbar. „Damit ist Lipidomics als komplementäre Standardmethode zu anderen Omics-Technologien etabliert und bietet hohes Anwendungspotential für die klinische Diagnostik“, erklärt Uecke.

Handelsnamen CLART® STIs A & B lassen sich in einem einzigen Schritt Bakterien, Pilze, Viren und Parasiten detektieren sowie typisieren. Das Format ermöglicht es zudem, einzelne oder auch hunderte von Proben parallel und bei Bedarf hochautomatisiert zu analysieren.

Automatisierte Immunfluoreszenz Ähnlich wertvoll für die Labordiagnostik ist die zellbasierte indirekte Immunfluoreszenz, die ebenfalls hochpräzise arbeitet und eine wichtige Rolle in der Autoimmundiagnostik spielt. Hier dienen Zellen oder Gewebe als diagnostische Substrate zum optischen und fluorometrischen Antikörpernachweis. Die manuelle Bearbeitung dieser Methode über Mikroskope und Fluoreszenzmusterbeschreibungen ist mit einem hohen Personalaufwand und subjektiven Ergebnissen verbunden. „Das steht im klaren Gegensatz zu der geforderten Genauigkeit und dem Einsparen von Ressourcen“, erklärt Christina Fritz von der Medipan

GmbH in Dahlewitz. Die Firma widmet sich unter anderem der Digitalisierung der Immunfluoreszenz und bietet mit dem kommerziell erhältlichen AKLIDES®-System eine intelligente Lösung. Die optischen Signale werden durch Bildverarbeitungsalgorithmen automatisch bewertet und erreichen damit einen hohen Grad an Standardisierung.

Mehrwert durch Pipettierplattformen Sehr vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der molekulardiagnostischen Routine und Spezialdiagnostik bieten sogenannte MiniPipettier-Plattformen (MPP), wie sie die Cybertron GmbH in Berlin entwickelt. Bei diesen MPP handelt es sich um oft nur schuhschachtelgroße, modulare und kostengünstige sowie individuell konzipierte und dezentral einsetzbare Automationssysteme. Diese lassen sich etwa einsetzen, um (Auto)Immunerkrankungen über mikrotiterplattenbasierte beziehungsweise slidebasierte ELISA-Verfahren zu diagnostizieren, mikrobielle Organismen via DNA-Arrays zu typisieren oder PCR- sowie RT-PCR-basierte HLA-Diagnostik durchzuführen. Darüber hinaus sind MMP nützliche Werkzeuge, um spezielle Aufgabenstellungen zu lösen, Proben für Verfahren wie das NGS aufzubereiten oder um neue molekulare Biomarker zu detektieren.

Kontakt Dr. Anke Kopacek, Netzwerkmanagerin & Redakteurin DiagnostikNet-BB e.V. Neuendorfstraße 17, 16761 Hennigsdorf info@diagnostiknet-bb.de DiagnostikNet BB auf der Analytica: Halle A3, Stand 111

Auch für die etablierten Microarray-Technologien eröffnen sich neue Anwendungsfelder, etwa in der Diagnostik sexuell übertragbarer Infektionen. Obwohl Kondome schützen, befinden sich diese Krankheiten vielerorts auf dem Vormarsch: auch in Deutschland. Um solche Infektionen und deren Ausbreitung präzise zu bestimmen, bedarf es einer schnellen und kosteneffizienten Diagnostik. Die Scienion AG aus Berlin hat hierfür gemeinsam mit der spanischen Firma Genomica einen DNA-basierten Multiparameter-Test entwickelt, der es erlaubt, insgesamt 18 Erreger parallel und zu einem Preis von unter 40 Euro aus einer Probe zu bestimmen. In dem mikrotiterplattenbasierten Test mit dem VI | 17. Jahrgang | Nr. 2/2016

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Abb.: Lipotype

Präzise Multiplex-Diagnostik

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Serie Labormarkt im Umbruch (29)

Thermo Fisher: Auch ohne Höchstgebot attraktiv Dr. Martin Laqua, Redaktion LaboRweLt

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Börsenwert: 57,3 Mrd. US-$ (18.4.2016) Mitarbeiter: 52.000 Vorstandsvorsitzender: Marc N. Casper Nordamerika 53%; Europa 25%; Asien & Pazifikregion 18%; restl. Welt 4% Umsatzanteile nach Produktgruppen Verbrauchsmaterialien 62%; Instrumente, Ausstattung und Software 25%; Dienstleistungen 13%

Erst mit der Ankündigung, Affymetrix übernehmen zu wollen, schaltete Thermo Anfang 2016 wieder einen Gang höher. Besonders gut würde sich das Thermo-Logo auf Affymetrix‘ Antikörpern, Durchflusszytometrie-Assays und Einzelzellapplikationen machen, hieß es aus der Zentrale in Waltham im US-Bundesstaat Massachusetts. Die darbende Affymetrix hatte sich Ende 2014 erst nach langwierigen Verhandlungen mit verschiedenen Interessenten auf Thermo eingeschossen. Bei einem Jahresumsatz von 350 Mio. US-$ schleppten die einstigen Erfinder des DNA-Microarrays zuletzt einen Schuldensack von 500 Mio. US-$ und der Aktienpreis war mit 9 US-$ Lichtjahre vom Rekordhoch 160 US-$ im Jahre 2000 entfernt. Somit deutete alles auf einen geregelten Ablauf hin.

Ex-Angestellte mit Gegenangebot Doch dann stieg Origin Technologies Corp. Ende März mit einem aufgepeppten Last-MinuteAngebot in den Ring: 17 US-$ statt 14 US-$ pro Affymetrix-Aktie standen am Brett. Aufgrund einer lax formulierten Ausschließlichkeitsklausel ließ die Umworbene Thermo überraschenderweise erst einmal stehen und verschob die Abstimmung der Aktionäre über Thermos Angebot. Origin ist ein eigens für den Affymetrix-Erwerb aufgesetztes Firmenkonstrukt, das mit der ebenfalls in Kalifornien angesiedelten Centrillion verbandelt ist. Mit CEO Wei Zhou und anderen Managern sind bei Origin und Centrillion ehemalige Affymetrix-Angestellte am Ruder. Als Investor hatte Origin die in China ansässige Summitview Capital ins Boot geholt – und verschreckte damit wohl Affymetrix. Getreu dem Motto, besser den Spatz in der Hand als die Taube auf dem Dach zu haben, verwies die Firma auf die kaum transparenten Zulassungs- und Finanzierungsregeln in China. Damit war der Weg wieder frei für Thermo – und der Deal nach zwei turbulenten Wochen mit dem Segen der Affymetrix-Aktionäre am 31. März unter Dach und Fach.

Abb.: Affymetrix, Inc.

Die Verdauungsphase begann zunächst mit zwei Bäuerchen: Im Zuge des Anfang 2014 abgeschlossenen Life-Tech-Kaufs musste Thermo als Kartellauflage das Geschäft mit Seren, Medien, Genregulierungsprodukten und Magnetkügelchen an GE Healthcare abgeben. Das spülte im März 2014 rund 1,06 Mrd. US-$ in die leere Kasse. Im Sommer gab Thermo dann noch Cole-Parmer, die Sparte für den Vertrieb von Flüssigkeitsmanagementund Elektrochemie-Produkten, für 480 Mio. US-$ an die Beteiligungsfirma GTCR ab. Auch danach waren für Thermo nur ein paar Appetithäppchen drin. Anfang 2015 wurde die Bioprozesstechnik mit dem Kauf von Advanced Scientifics, Inc. (USA) gestärkt – einem Anbieter von kundenspezifischen Einwegsystemen für die Biopharma-Industrie. Im Sommer kam der britische Chemikalienanbieter Alfa Aesar für 403 Mio. US-$ noch dazu.

So sieht das ergebnis eines experiments aus, bei dem die expression tausender Gene mit Hilfe von affymetrix’ Genechip-arrays untersucht wird. VIII | 17. Jahrgang | Nr. 2/2016

Umsatz: 16,97 Mrd. US-$ Operatives Ergebnis: 3,82 Mrd. US-$ Umsatzrendite (nach Steuern): 11,6%

Umsatzanteile nach Regionen

Milliardenschwere Übernahmen sind gang und gäbe im Labormarkt. Grund genug, in dieser LaboRweLt-Serie einen blick auf die wichtigsten akteure, ihre Strategien und Deals zu werfen. Prinzipiell gibt es bei branchenprimus thermo Fisher keinen Strategieschwenk zu erkennen. warum auch? wie 2010 („Hungriger Hecht im Karpfenteich“) und 2013 („Die Happen werden größer“) folgt thermo auch 2016 noch der Devise schlucken, verdauen, wachsen. Der Kauf des Microarray-Herstellers affymetrix, Inc. ist in bezug auf die Größe alles andere als beachtlich. Mit einem Preis von 1,3 Mrd. US-$ kosten die Kalifornier nicht einmal 10% von dem, was damals für Sequenzierungsspezialist Life technologies aufgeboten werden musste. Interessant ist der Deal dennoch, denn für affymetrix gab es kurzfristig noch einen anderen Kaufinteressenten. Der wedelte mit 1,5 Mrd. US-$ – und hatte dennoch das Nachsehen. Kaufpreis und übernommene Schulden summierten sich bei Life Technologies vor drei Jahren auf 15,3 Mrd. US-$. Nicht wenige orakelten, dass sich das Geschäft wohl kaum rechnen werde – und lagen damit falsch. Die erworbene Sequenzierungssparte bildet den Kern von Thermos „Life Science Solutions“, die 2015 ein Viertel des Umsatzes von 17 Mrd. US-Dollar beisteuerte. Das organische Wachstum lag 2015 bei 5% und somit 2% über den Schätzungen. Summa summarum hätten die Synergieeffekte der Akquisition auf Ausgaben- und Einnahmenseite laut Fahrplan zu insgesamt 175 Mio. US-$ Gewinn führen sollen. Unter dem Strich stehen für das Vorjahr aber deutlich beeindruckendere 220 Mio. US-$, was auch Firmenchef Marc Casper im Jahresbericht lobend erwähnte:„Die Erwartungen waren nach dem Kauf von Life Technologies hoch. Was den aktuellen Verlauf der Integration angeht, könnten wir zufriedener nicht sein.“

Thermo Fisher Scientific Inc. (2015)

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Deutsche B iotechnologietage / Analytica Hochdurchsatzverfahren

Schmerzforschung: GPCRSensor zum Screenen Dr. Benedikt Schmid und Prof. Dr. Carsten Hoffmann, Rudolf-VirchowZentrum für Experimentelle Biomedizin, Würzburg „Biased ligands“, also Substanzen, die gezielt einzelne Signalwege eines Rezeptors ansprechen, rücken immer mehr in den Fokus der Pharmaforschung. Um Substanzen mit möglichst geringen Nebenwirkungen und guter Wirksamkeit aus großen Bibliotheken herauszuﬁltern, sind hochdurchsatzkompatible Technologien gefragt, die gleichzeitig eine gute Sensitivität zeigen. Mit Hilfe von NanoBRET TM wurde ein Opioidrezeptor-Sensor entwickelt, der sich zuverlässig für die Identiﬁzierung von Voll- und Partialagonisten eignet. Dank der hohen Sensitivität des Systems kann ebenfalls eine fehlende Aktivität in einem Signalweg nachgewiesen werden.

Ein Rezeptor, unterschiedliche Signalwege Wird ein GPCR durch einen Liganden aktiviert, folgen in der Regel zwei unmittelbare Signale. Im ersten Schritt kommt es zur Aktivierung eines oder mehrerer G-Proteine, kurz darauf wird β-Arrestin an den Rezeptor rekrutiert. Diese Rekrutierung inaktiviert den Rezeptor, dient gleichzeitig aber auch einer weiterführenden Signalfunktion. Abhängig von der eingesetzten Substanz werden das G-Protein und β-Arrestin verschieden stark aktiviert und beeinﬂussen so die darauf folgenden Signalwege. Während Substanz 1 beispielsweise bevorzugt das X | 17. Jahrgang | Nr. 2/2016

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G-Protein und kaum β-Arrestin aktiviert, bewirkt Substanz 2 genau das Gegenteil. Dieses Phänomen der substanzabhängigen bevorzugten Aktivierung des einen oder anderen Signalweges wird als „biased agonism“ oder „functional selectivity“ bezeichnet und rückte in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus der pharmazeutischen Industrie. Die Tatsache, dass die Aktivierung verschiedener Signalwege auch zu unterschiedlichen Wirkungen führt, spielt dabei eine entscheidende Rolle. Denn diese Eigenschaft ermöglicht es, gegebenenfalls ungewollte Nebenwirkungen durch die Betonung oder Unterdrückung bestimmter Signale gezielt zu verhindern.

Trevena als Vorreiter Ein Vorreiter in der kommerziellen Entwicklung solcher „biased ligands“ ist das biopharmazeutische Unternehmen Trevena Inc., das bisher zwei solcher Medikamente in klinischen Studien untersucht. Während einer der Liganden (TRV027) am Angiotensin II Typ 1-Rezeptor speziﬁsch β-Arrestin aktiviert und so bei akutem Herzversagen hilft, ist der andere Ligand, TRV130 oder Oliceridin, für die Aktivierung des G-Protein-vermittelten Signalwegs am µ-Opioidrezeptor verantwortlich. Hier wurde mehrfach gezeigt, dass die fehlende β-Arrestin-Aktivierung weniger unerwünschte Nebenwirkungen bei gleichbleibender, schmerzstillender Wirksamkeit von Opioid-Schmerzmitteln ermöglicht. Um geeignete Substanzkandidaten aus großen Bibliotheken herauszuﬁltern, benötigt man zuverlässige Screeningverfahren, die eine Überprüfung der möglichen Signalwege erlauben. Bezogen auf den konkreten Fall der β-Arrestin-Rekrutierung an den Rezeptor, ist

Abb. 1: Schematische Darstellung der Funktionsweise des BRET-Sensors: Der GPCR-Rezeptor wird als Fusionsprotein mit der NanoLuc-Luciferase exprimiert und in die Zellmembran inkorporiert. Die NanoLuc-Luciferase befindet sich hierbei auf der zytosolischen Seite des GPCR-Rezeptors, das heißt am C-Terminus. β-Arrestin (grün) wird als Fusionsprotein mit dem Adapterprotein HaloTag exprimiert, welches den Akzeptorfluorophor NanoBRET 618 (rot) bindet. Die β-Arrestin-Rekrutierung an den GPCR-Rezeptor nach LigandenStimulation kann mit diesem BRETSensor über die Messung der Donorund Akzeptor-Emission ermittelt werden. der Biolumineszenz-Resonanzenergietransfer (BRET) im Allgemeinen und NanoBRET im Speziellen gut geeignet, da die Technologie Hochdurchsatz-kompatibel ist und gleichzeitig eine gute Sensitivität zeigt. Basierend auf dieser Technologie wurde ein Sensor entwickelt, der die β-Arrestin-Rekrutierung an den µ-Opioid-Rezeptor mit hoher Auflösung nachweisen kann.

Liganden im Hochdurchsatz screenen auf Basis von NanoBRET Herzstück der NanoBRET-Technologie stellt die kleine und lichtintensive NanoLuc®Luciferase dar, die mittels des Förster-Resonanz-Energietranfers einen fluoreszenten Liganden anregt. Die NanoLuc®-Luciferase dient dabei als BRET-Donor, der ﬂuoreszente Ligand (NanoBRET 618) als BRET-Akzeptor.

Abb.: Hoffmann

Keine Rezeptorfamilie ist so zahlreich im menschlichen Organismus vertreten wie die der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (engl. G protein-coupled receptor, GPCR). Mit über 800 verschiedenen Mitgliedern sind sie für die Verarbeitung verschiedener Sinneseindrücke, Entzündungsreaktionen, Zellwachstum und -differenzierung, den Transport von Stoffen durch die Zellmembran sowie die gezielte Zellbewegung verantwortlich. Darüber hinaus vermitteln GPCRs die Wirkung von Hormonen und Neurotransmittern und stellen in der modernen Medizin das beliebteste pharmakologische Target dar. In der molekularen Schmerzforschung spielen die Opioidrezeptoren als Angriffspunkt für Schmerzmittel eine wichtige Rolle. Hierbei ist es von besonderem Interesse, Substanzen/ GPCR-Liganden mit hoher Wirksamkeit bei gleichzeitig geringen Nebenwirkungen zu identiﬁzieren. Dazu werden screeningfähige Systeme benötigt, die selektiv nachgeschalte Signalwege auslesen können.

LABORWELT

22.04.2016 10:49:52 Uhr

Hochdurchsatzverfahren Deutsche B iotechnologietage / Analytica

In Anwesenheit des NanoLuc®-LuciferaseSubstrates wird Licht eines bestimmten Wellenlängenspektrums emittiert. Beﬁndet sich der BRET-Akzeptor in räumlicher Nähe (<10nm), überträgt die Luciferase strahlungsfrei Energie auf diesen. Der Akzeptor nimmt die Photonenergie auf und emittiert wiederum Licht eines längerwelligen Lichtspektrums. Je näher sich Donor und Akzeptor sind, desto mehr Energie wird vom Donor auf den Akzeptor übertragen. Dadurch wird die Luciferase-Emission schwächer und die Donor-Emission stärker. Der Quotient aus Donor- und Akzeptoremission fungiert daher als quantitatives Maß der Protein-ProteinInteraktion (sog. BRET ratio).

Abb.: Hoffmann

Wie ein Opioidrezeptor-Sensor aufgebaut ist Zur Untersuchung von Protein:ProteinWechselwirkungen wurde die NanoLuc®Luciferase als Fusionsprotein mit dem humanen µ-Opioidrezeptor (OPRM1) am C-terminalen Ende exprimier t (biolumineszenter Donor). Analog dazu erfolgte die Klonierung von β-Arrestin2 (ARRB2) als HaloTag®-Fusionsprotein mit NanoBRET 618 am C- und N-Terminus (BRET-Akzeptor). Die Optimierung der Donor-Akzeptor-Konstellation erfolgte weitestgehend nach dem Protokoll des Herstellers (Promega). Dafür wurden die Plasmide im Verhältnis 1 (Rezeptor) : 10 (Arrestin) in HEK-293-Zellen transﬁziert. Nach 48 Stunden Proteinbiosynthese wurden die Zellen auf 96-Well-Platten ausgesät und mit NanoBRET 618 gelabeled. Nach Zugabe von 100 µM eines Vollagonisten am µ-Opioidrezeptor ([D-Ala2, N-MePhe4,

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Abb. 2: Exemplarische Konzentrations-Wirkungskurven einiger Opioidagonisten für die Rekrutierung von β-Arrestin. DAMGO (rot) ist ein in der Literatur weit verbreiteter Referenzagonist für µ-Opioidrezeptoren und ruft eine maximale Antwort hervor (Vollagonist). Es ist ein weiterer Vollagonist gezeigt, der seine maximale Wirkung bereits bei niedrigerer Konzentration entfaltet (braun, höhere Potenz). Sog. Partialagonisten entfalten auch bei höchsten Konzentrationen nur submaximale Wirkung (dunkel- und hellgrün). Die gezeigten Kurven wurden mit dem beschriebenen BRET-Sensor ermittelt (nicht-lineare Regression der korrigierten Messwerte). Gly-ol]-enkephalin, DAMGO) oder einer gleichen Menge Wasser, wurden die BRET-Signale mit Hilfe eiens Platten-Readers (GloMax® Discover) im zeitlichen Verlauf gemessen. Als weitere Negativkontrolle dienten Zellen, die anstelle von NanoBRET 618 mit DMSO behandelt wurden und somit über keinen Akzeptor für den BRET-vermittelten Energie-

übertrag verfügten. Aufgrund der maximal zu erzielenden Signalstärke ﬁel die Wahl auf das C-terminale Arrestin/NanoBRET 618-Konstrukt (pFC14K-β Arr2-HaloTag). In dieser Konstellation wurden die Plasmide schließlich mit einer Konzentration von 0,2 µg Rezeptor- und 2,0 µg Arrestin-DNA pro 106 Zellen in einer 55 mm-Zellkulturschale transﬁziert (Abb.1).

21.04.2016 13:51:59 Uhr

Die Messungen mit dem entwickelten Opioidrezeptor-Sensor zeigten, dass sich der NanoBRET-Sensor zuverlĂ¤ssig fĂźr die Identifizierung von Voll- und Partialagonisten der Î˛-Arrestinrekrutierung eignet (Abb. 2).

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â€žDas IZB und der neue Faculty Club bieten uns optimale Arbeitsbedingungen und ein breites Kontaktnetzwerk zu Spitzenforschern und anderen Unternehmenâ€œ Enno Spillner 4SC AG IZB Unternehmen

NanoBRET TM als zuverlĂ¤ssiger Test fĂźr das industrielle Screening Die Ergebnisse waren in wiederholten Versuchen sehr gut reproduzierbar, so dass in einem tatsĂ¤chlichen Hochdurchsatzverfahren auf kostenaufwendige Wiederholungen verzichtet werden kann. Dank der hohen SensitivitĂ¤t der Technologie, einem zentralen Merkmal fĂźr zuverlĂ¤ssige Tests im industriellen Umfeld, lassen sich mit dem Sensor auch Substanzen ohne Wirksamkeit (sog. efficacy) fĂźr die Rekrutierung von Arrestin erkennen. Besonders im Zusammenhang mit â€žbiased agonismâ€œ ist dies ein entscheidender Vorteil. SchlieĂ&#x;lich mĂśchte man keine schwachen Partialagonisten (vgl. Abb. 2) finden, die durch weitere SignalverstĂ¤rkung im Inneren der Zelle letztendlich doch ein Signal produzieren, sondern tatsĂ¤chlich solche Substanzen, die in einem bestimmten Signalweg keine Antwort hervorrufen (sog. Antagonisten). Um Antagonisten sicher als solche identifizieren zu kĂśnnen, muss man jedoch in der Lage sein, ein schwaches Signal von fehlendem Signal unterscheiden zu kĂśnnen. Dies wird durch eine geringe VariabilitĂ¤t der Messwerte bei kleinen Signalen erreicht (hohe SensitivitĂ¤t). Mit dem vorliegenden Sensor-Konstrukt konnten Liganden identifiziert und sicher von Antagonisten unterschieden werden, deren maximale Wirksamkeit nur noch annĂ¤hernd 10 % eines maximal zu erreichenden Signals betrug. Dadurch ist es insbesondere auch mĂśglich, spezifisch den Signalweg Arrestin-Aktivierung in einem Screening auszuschlieĂ&#x;en.

Fazit

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Sogenannte biased ligands, also Substanzen, die gezielt einzelne Signalwege eines Rezeptors ansprechen, rĂźcken in den Fokus der pharmazeutischen Forschung. Damit einhergehend werden zuverlĂ¤ssige und hochsensitive Screeningverfahren an Bedeutung gewinnen. Die Messungen mit dem hier vorgestellten Opioidrezeptor-Sensor ergaben, dass sich die NanoBRET-Technologie zuverlĂ¤ssig fĂźr das Screening der Î˛-Arrestin-Rekrutierung an den G-Protein-gekoppelten Rezeptor eignet. Dank der hohen SensitivitĂ¤t der Technologie lassen sich mit dem Sensor darĂźber hinaus auch Substanzen screenen, die eine mĂśglichst geringe â€“ oder gar keine â€“ Arrestin-Aktivierung hervorrufen.

Kontakt Prof. Dr. Carsten Hoffmann Rudolf-Virchow-Zentrum fĂźr Experimentelle Biomedizin UniversitĂ¤t WĂźrzburg Versbacher StraĂ&#x;e 9 97078 WĂźrzburg Tel.: +49 (931) 31 - 48304 c.hoffmann@toxi.uni-wuerzburg.de

www.laborwelt.de LABORWELT

21.04.2016 13:52:12 Uhr

Laborautomatisierung Deutsche Biotechnologietage / Analytica

Labor 4.0: Die Intelligenz hinter dem Labor Alexander Brendel, Business Segment Manager Laborautomatisierung Infoteam Software AG Der Trendbegriff Labor 4.0 ist auf der diesjährigen Analytica präsenter denn je. In Anlehnung an die aus dem Industrieumfeld bekannte Industrie 4.0 sollen im Labor der Zukunft durch Digitalisierung und Vernetzung Synergien genutzt und die Effizienz gesteigert werden.

können so direkt analysiert sowie dargestellt werden. Anschließend ist es möglich, daraus Rückschlüsse für die statistische Versuchsplanung, also das Design of Experiments, abzuleiten. Gleichzeitig können aber auch die Betriebsdaten des Geräts ausgelesen werden. Sobald diese Daten sinnvoll genutzt werden – Stichwort Data-Mining –, lassen sich beispielsweise anhand historischer Daten Auffälligkeiten identifizieren, die auf einen Geräteausfall hinweisen. Treten diese Symptome erneut auf, erfolgt rechtzeitig eine Warnung und die Wartung kann ohne überraschende Ausfallzeiten eingeplant werden. Üblicherweise kommen im Labor aber mehrere Geräte zum Einsatz, die darüber hinaus nicht unter den stets identischen Bedingungen genutzt werden. Für das beste Ergebnis ist es also sinnvoll, so viele Daten wie möglich über den Gesamtprozess zu erheben, denn oftmals lassen sich Unregelmäßigkeiten erst in späteren Prozessschritten erkennen. Hier einen Zusammenhang herzustellen und dieses neue Wissen für die Zukunft nutzbar zu machen, leistet nur Software. Diese benötigt dafür aber möglichst viele Informationen.

Ungenutztes Potential erkennen

Vernetzung von Laborgeräten mit höheren IT-Systemen – im Idealfall über Labor- und Standortgrenzen hinweg. Solch eine Vernetzung im Sinne einer Middleware benötigt vor allem einen herstellerunabhängigen Standard zur Kommunikation und für den Austausch von Daten, wie etwa den SiLAStandard. Wichtig dabei ist, so viele am Workflow beteiligte Objekte wie möglich zu digitalisieren und über die verschiedenen Ebenen zu vernetzen. In Fachkreisen wird diesbezüglich von horizontaler und vertikaler Datenintegration gesprochen.

Optimierungspotential gibt es indes nicht nur auf Experimentebene. Selbstverständlich bieten sich auch auf der Labormanagementebene Möglichkeiten: Arbeitsanweisungen und Laborbücher, die bislang meist in Papierform vorliegen, können digitalisiert geführt werden. Wenn eine Vernetzung zu den Laborgeräten besteht, können diese integriert werden und den Ablauf optimieren. Die Mitarbeiter haben die Möglichkeit nicht nur die Versuchsergebnisse direkt einzubinden, sondern auch vorab die nötigen Arbeitsplätze und Geräte zu reservieren. Für solche elektronischen Buchungssysteme sind Auslastungsanalysen die Basis: Wann wird welcher Arbeitsplatz und welches Gerät besonders häufig genutzt? Wo befindet sich welches Gerät im Raum? Welche Laborflächen werden nie genutzt? Aus solchen Analysen können große Mengen an ungenutztem Potential abgeleitet werden.

Digitalisierung ganzheitlich begreifen

Kontakt

Digitalisierung muss dabei als Gesamtheit verstanden werden. Jedes einzelne Objekt, das eingebunden wird, bringt bereits einen Nutzen. Wenn zum Beispiel ein Laborgerät integriert wird, kann es über einen Arbeitsrechner angesteuert werden. Die Versuchsdaten

Infoteam Software AG Am Bauhof 9 91088 Bubenreuth

Abb.: Infotec Software AG

Die Digitalisierung in modernen Laboren und die Vernetzung von Laborgeräten mit höheren IT-Systemen ermöglichen eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten: Design of Experiments, Auslastungsanalysen, elektronische Dokumentationen etc. Der elementare Teil moderner Laborsysteme wird durch Software realisiert, dennoch dreht sich beim Thema Labor 4.0 keinesfalls alles um Software. Denn den Grundgedanken der Vernetzung und Digitalisierung müssen sowohl die Hersteller von Laborgeräten wie auch die Laborverantwortlichen leben. Die Aufgabe eines Sof twaredienstleister ist es, zum einen dem Markt innovative Anwendungen zur Verfügung zu stellen und zum anderen passende Lösungen für die Marktanforderungen zu entwickeln – und das möglichst effizient. Ein Ansatz hierfür sind skalierbare Software-Frameworks, die wiederkehrende Grundfunktionalitäten zur Verfügung stellen und so teure Parallelentwicklungen vermeiden. Durch kundenspezifische Erweiterbarkeit lassen sich dann am Markt sichtbare Alleinstellungsmerkmale realisieren. Moderne Laborsysteme stehen vor einer Reihe von Herausforderungen. Aus Softwaresicht ist der entscheidende Punkt die LABORWELT

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Infoteam auf der Analytica: Halle B2, Stand 310 17. Jahrgang | Nr. 2/2016 | XIII

21.04.2016 13:53:11 Uhr

Expertenpanel: News im Gepäck ! ! ! U E

Klaus Eichenberg, Volker Krieger, Klemen Zupancˇicˇ

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In Kombination mit unseren TC-Platten bilden die Inserts ein 2-Kompartimenten Zellkultursystem, welches Ihnen ermöglicht eine Vielzahl an Experimenten durchzuführen! s Passend für 6, 12 und 24 Well Platten s Fünf verschiedene Porengrößen von 0,4 bis 8 µm s Ultradünne Membran in transparent oder transluzent Besuchen

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Was sorgt auf den Deutschen Biotechnologietagen und der Analytica für Gesprächsstoff? Die LABORWELT-Experten haben schon im Vorfeld erzählt, welche Themen auf ihrer Agenda ganz oben stehen. Die Spannbreite reicht dabei von der Industrialisierung der Biotech-Fertigung zu Laborbau und Open-Source-Software.

Dr. Klaus Eichenberg

ist Geschäftsführer der Bioregio Stern Management GmbH. Zudem ist er Sprecher des Arbeitskreises der Bioregionen Deutschlands. Klaus Eichenberg bei den Deutschen Biotechnologietagen: Symposium Industrielle Biotechnologie 26.4.2016 16:00 Uhr LABORWELT Die Clusterinitiative ELSA (Engineering – Life Sciences – Automation) setzt sich seit 2010 dafür ein, die Entwicklung effizienter Fertigungsverfahren für Firmen aus den Life Sciences voranzubringen. Gibt es bereits erste Erfolge im Sinne fertig entwickelter Produktionstechniken zu berichten? Eichenberg Forscher und Unternehmer aus den Lebenswissenschaften stehen vor der Herausforderung, ihre Produktidee industrialisierungsfähig machen zu müssen. Der Weg von der Manufaktur und den manuellen Testsystemen, hin zu skalierbaren, automatisierten, qualitätszertifizierten Herstellungsund Produktionspipelines ist der entscheidende Schritt aus dem Schatten der Förderstrukturen hin zum „echten“ Unternehmen. Von selbstorganisierenden Systemen und vollständig vernetzten Produktionsanlagen sind die meisten Life-Sciences-Unternehmen aktuell noch weit entfernt. Aber einige Ingenieure und Informatiker verfügen bereits über Werkzeuge für die Handhabung von Zellen oder der Prozessanalytik – nur ahnen die meisten Spezialisten in den Life Sciences überhaupt nichts davon. Im Rahmen von ELSA fördern wir daher gezielt die Annäherung zwischen Biotechnologie- und Automatisierungsunternehmen, Prozess- und IT-Spezialisten, um diese zu interdisziplinärer Kooperation zu ermuntern. Dass dieser Ansatz erste Früchte trägt, zeigt das Beispiel der Dispendix GmbH: Das Unternehmen ist eine Ausgründung aus dem FraunhoferInstitut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Hier wurde die I-DOT (immediate drop on demand technology) entwickelt, eine Dispensiertechnologie für Flüssigkeiten im Nanoliterbereich. Dispendix entwickelt nun Geräte, mit denen sich bis zu 400 Tropfen pro Sekunde bearbeiten und viele Prozesse und Assays erheblich effizienter durchführen lassen. Die Miniaturisierung sowie das Handling kleinster Flüssigkeitsmengen konnte nur durch die Zusammenarbeit von verschiedenen Branchen gelöst werden. Für eine vollständig automatisierte Produktionsstraße in einem Labor müssten nun Analyse- und Handlingmodule miteinander kommunizieren, um ein integratives System zu schaffen, das Testparameter, Zelldichte und Medienzusammensetzung selbständig überwacht. Dieser nächste Schritt steht der Branche nun bevor.

Abb.: BioRegio STERN Management/Michael Latz

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LABORWELT

www.sarstedt.com L14_tk5_16_expertenpanel2.indd 14

21.04.2016 13:54:49 Uhr

Dr. Volker Krieger

ist Head Lab Planning der FACT GmbH und Mitglied bei EGNATON, der Europäischen Gesellschaft für nachhaltige Labortechnologien. Volker Krieger auf dem Analytica Forum Laboratory & Analytics: „Labor 4.0 von EGNATON – BIM im Forschungsbau“ 12.5.2016 15:30 Uhr LABORWELT Immer öfter trifft man bei Planung und Bau von neuen Labors auf das Schlagwort Building Information Modeling (BIM). Was steckt dahinter? Krieger BIM beschreibt eine Methode, bei der unter anderem 3D-Modelle eines Bauprojekts erstellt und genutzt werden. Dadurch lassen sich fundiertere Entscheidungen treffen und Inhalte besser kommunizieren. Das Modell kann hierbei Entwurfs-, Visualisierungs-, Simulations- und Kollaborationsfunktionen enthalten. BIM spielt bei der Planung von Laborgebäuden seine Stärken aus, weil hier besondere Anforderungen durch komplexe Medienkonﬁguration – wie zum Beispiel durch Gase – gestellt werden. BIM macht es somit leichter, die gestellten Projekt- und Geschäftsziele zu erreichen – unter gleichzeitiger Ressourcenschonung. Das wird zu geringeren Lebenszykluskosten und zu höherer Produktivität in einem Labor der Zukunft führen, das dann dabei auch noch deutlich nachhaltiger sein wird als jetzige Labore.

Die elektronische Pipette Einfach, schnell und reproduzierbar pipettieren

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Dr. Klemen Zupancˇicˇ

ist Business Development Executive bei Biosistemika LLC, Ljubljana, Slowenien. Klemen Zupancˇicˇ auf dem Analytica Forum Laboratory & Analytics:„Trends of storage and organization of laboratory data“ 11.05.2016 16 Uhr

Abb.: Biosistemika (unten), Krieger (oben)

LABORWELT Wie werden Daten künftig organisiert und gespeichert? Zupancˇicˇ Wir haben zu diesem Thema mehr als 230 Life-Sciences-Labore befragt. Überraschenderweise nutzen nur 8% ein elektronisches System, aber immerhin mehr als 50% planen, ein solches in naher Zukunft einzuführen. Cloud-basierte Lösungen werden im akademischen Bereich gern und häufig genutzt. Im kommerziellen Sektor setzt man indes vorzugsweise auf lokale, firmeninterne Clouds. Dieser Markt wird von wenigen Großunternehmen dominiert, die komplexe, integrierte Lösungen anbieten. Doch zuletzt haben auch viele kleine IT-Start-ups Lösungen entwickelt, die auf bestimmte Belange der Labore maßgeschneidert sind. Hier sind zum Beispiel Scinote, Benchling, Labguru und Labfolder zu nennen. Die Software ist oft kundenspezifischer und benutzerfreundlicher sowie fast immer preiswerter und schneller implementierbar als die großen Pakete. Die wichtigsten Risiken im Zusammenhang mit der Implementierung solcher Systeme sind die Kompatibilität mit anderen Systemen und die Lebensdauer der IT-Unternehmen. Beide Risiken können durch den Einsatz von Open-Source-Lösungen – wie dem von Biosistemika konzipierten Scinote Electronic Lab Notebook – minimiert werden. Dann ist auch die Kompatibilität mit anderen – bereits verwendeten oder künftig zu integrierenden – Software-Bausteinen stets gewährleistet. LABORWELT

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qPCR ELISA

NGS Zellkultur

Halle A3 Stand 315 10. - 13. Mai Messe München

Deutsche Biotechnologietage / Analytica Molekularbiologie

Zuverlässigkeit von DNA-Analysen verbessern

Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung von Verunreinigungen

In manchen Fällen kann das Ergebnis einer DNA-Analyse ein Leben verändern. Durch eine fehlerhafte DNA-Analyse bleibt ein Mörder möglicherweise auf freiem Fuß oder es wird ein falsches Urteil gefällt. In dem als „Phantom von Heilbronn“ bekanntgewordenen Fall führten Fehler dazu, dass ein großes Aufgebot der Polizei eine nicht existente Massenmörderin verfolgte*. Eine zuverlässige DNA-Analyse ist aber nicht nur für die Spurensicherung am Tatort wichtig. Man stelle sich nur einmal vor, welche Auswirkungen ein fehlerhafter Vaterschaftstest auf eine Heirat oder das Leben eines Kindes haben kann.

Abb. 1: Es ist wichtig, Laborverbrauchsmaterialien zu verwenden, die nachweislich frei von Inhibitoren, DNA, DNAse, RNAse und ATP sind.

Gute Pipetten, bewährte Verfahren, gutes Training Die quantitative PCR ist die meistverwendete DNA-Analyse in der Forensik und gilt als eine der empfindlichsten und am vielseitigsten XVI | 17. Jahrgang | Nr. 2/2016

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einsetzbaren Methoden zur DNA-Quantifizierung. Ungenaues Pipettieren ist die häufigste Ursache für widersprüchliche qPCR-Ergebnisse. Bei seriellen Verdünnungen kleiner Volumina und mehreren Pipettierschritten ist die Fehlerquote besonders hoch [1]. Genauigkeit und Präzision beim Pipettieren hängen von vielen Faktoren ab. Die Wahl des richtigen Pipettentyps und der optimalen Spitze, regelmäßige Kalibrierung und Wartung sowie Benutzertechnik gehören unter anderen zu diesen Faktoren. Per fekt ver feiner te Pipettierfähigkeiten und die Anwendung guter Pipettierpraktiken in Kombination mit den qualitativ hochwertigen Rainin XLS+™Pipetten – manuell oder elektronisch – und den Low-Retention-Spitzen von Mettler Toledo gewährleisten eine optimale Leistung, höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit der DNA-Analysen. Mit Hilfe eines zuverlässigen Nachverfolgungssystems – wie zum Beispiel

Für die meisten Experimente werden Luftpolster-Pipetten eingesetzt, doch ein Luftkissen zwischen Probe und Pipettenschaft stellt keinen ausreichenden Schutz vor einer Kreuzkontamination dar. Mit aerosolresistenten Filterspitzen kann dieses Risiko weitestgehend minimiert werden. Allerdings sind Direktverdrängungspipetten der Produktreihe Rainin Pos-D für besonders empfindliche Analysen eine bessere Wahl. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass Pipetten nach jedem Gebrauch dekontaminiert werden. Man muss sich darüber im Klaren sein, dass beim Autoklavieren PCR-amplifizierte DNA nicht eliminiert wird und der Autoklav selber zu einer Quelle für Kreuzkontaminationen werden kann. Es ist zu empfehlen, die Pipetten zunächst mit 0,5%iger (w/v) Natriumhypochloritlösung und dann mit 70%igem (v/v) Alkohol zu reinigen. Beim Sterilisieren mit UV-Licht dürfen die Pipetten diesem nicht zu lange ausgesetzt werden. Ansonsten kann es zu Schäden am Kunststoffschaft der Pipette kommen, die die Genauigkeit der DNA-Analyse erheblich beeinträchtigen können.

Nur die besten Verbrauchsmaterialien führen zum Ziel Inhibitoren können die Effizienz der DNAAmplifizierung während der PCR erheblich herabsetzen und so zu Teilprofilen oder sogar falsch negativen Ergebnissen führen. Nicht nur die Probe auch Verbrauchsmaterial kann Inhibitoren enthalten. In manchen Filterspitzen konnte beispielsweise der PCR-Inhibitor Carboxymethylcellulose (CMC) festgestellt werden. Es ist wichtig, Laborverbrauchsmaterialien zu verwenden, die nachweislich frei von Inhibitoren, DNA, DNAse, RNAse und ATP sind.

Besser für die Umwelt Mit einer großen Expertise auf dem Gebiet der Kunststofftechnologie hat Mettler Toledo die Rainin-Spitzen-Racks entwickelt, für deren Herstellung bis zu 50% weniger Kunststoff im Vergleich zu Standardverpackungen benötigt wird. Die neuen TerraRacks sind 100% recycelbar, wiegen nur halb so viel wie herkömmliche Racks, sind aber genauso robust. TerraRacks

Abb.: Mettler-Toledo

Rainin-Team, Mettler-Toledo GmbH, Gießen

DNA-Analysen sind vor allem in einer forensischen Umgebung sehr schwierig, da die Proben häufig aus verschmutzten Quellen stammen. Daher müssen Laborverfahren streng kontrolliert werden, um fehlerhafte Ergebnisse zu vermeiden. Labormitarbeiter arbeiten in den separaten Reinräumen, tragen Laborkittel und Handschuhe, doch wie viele von ihnen machen sich Gedanken über den Einfluss von Pipetten und anderen Verbrauchsmaterialien auf die quantitative PCR-Probenvorbereitung und die daraus resultierenden Analysen?

Pipetten mit integrierten RFID-Chips – können Fehler vermieden werden, die aufgrund der versehentlichen Verwendung nicht kalibrierter Pipetten entstehen.

LABORWELT

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www.laborwelt.de Vordermann gebracht werden, ist ein großer Schritt in die richtige Richtung getan. Für genaue und zuverlässige Ergebnisse sollten unbedingt qualitativ hochwertige Pipetten und Verbrauchsmaterialien zum Einsatz kommen.

Literatur [1]

Catherine M. Grgicak, Zena M. Urban und Robin W. Cotton. Investigation of Reproducibility and Error Associated with qPCR Methods using Quantifiler ® Duo DNA Quantification Kit. J Forensic Sci, September 2010, Vol. 55, No. 5, p1331-9

Kontakt Abb. 2: Die Mehrheit der Fehler ist vermeidbar, wenn Pipetten regelmäßig geprüft, gewartet und gereinigt werden. sind zum Schutz vor Verunreinigungen einzeln verpackt und vorsterilisiert, wodurch die Notwendigkeit des Autoklavierens entfällt.

Wartung und Dekontaminierung für fehlerfreie DNA-Analyse Die geschätzte Fehlerrate bei Pipetten beträgt jährlich 20%. Diese Fehler sind durch den Gebrauch von nicht korrekt gewarteten Pipetten entstanden. Nur ein kleiner Bruchteil ist auf den Benutzer zurückzuführen. Die Mehrheit der Fehler ist vermeidbar, wenn Pipetten regelmäßig geprüft, gewartet und gereinigt werden. Durch die täglichen Prüfungen wird das Risiko von falschen Analyse-Ergebnissen zwar gesenkt. Um die volle Sicherheit zu haben, dass alle Werte korrekt und zuverlässig sind, ist die professionelle Wartung und Pflege durch ein DAkkS akkreditiertes Kalibrierlabor wie das von Mettler-Toledo von wesentlicher Bedeutung. Dort wird nicht nur die Funktionalität der Pipetten überprüft, sie werden auch kalibriert, gereinigt und von DNA und/oder RNase befreit. Kreuzkontamination wird so wirkungsvoll verhindert.

Abb.: Mettler-Toledo

Wie zuverlässig ist also die DNA-Analyse? Das Risiko einer fehlerhaften DNA-Analyse ist immer vorhanden. Doch indem Pipettiertechnik, Protokolle und Prozesssicherheit auf LABORWELT

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Mettler-Toledo GmbH Mettler-Toledo Rainin-Team +49(0)641-507444 MTVerkaufD@mt.com Mettler Toledo auf der Analytica: Halle A2, Stand 101 * Das Phantom von Heilbronn: Zwischen 2001 und 2009 waren an Dutzenden Tatorten die gleichen DNA-Spuren entdeckt worden. Erst im Jahr 2009 kamen die Ermittler zu dem Schluss, dass es das „Phantom von Heilbronn“ nie gegeben hat und die DNA-Funde an den Tatorten auf verunreinigte Wattetupfer zurückzuführen sind. Dieser Vorfall wurde sogar in der 6. Staffel der Serie „CSI: NY“ verarbeitet.

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Diagnostik-Frühling lockt nach Berlin

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DeutscheGesellschaft für Proteomforschung www.dgpf.org BIO Deutschland www.biodeutschland.org Deutsche Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (DGHM)

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bts (Biotechnologische Studenteninitiativee.V .) www.bts-ev.de Gesellschaft für Genetik

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www.gfgenetik.de Gesellschaft für Signaltransduktion www.sigtrans.de Gesellschaft für Pharmakologie und Toxikologie

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Nationales Genomforschungsnetz www.ngfn.de Deutsche Gesellschaft für Neurogenetik www.hih-tuebingen.de/dgng/ Netzwerk Nutrigenomik www.nutrigenomik.de DiagnostikNet-BB www.diagnostiknet-bb.de Verband der Diagnostica-Industrie e.V. www.vdgh.de Österreichische Reinraumgesellschaft (ÖRRG) Österreichische Ges. f. Laboratoriumsmedizin & Klinische Chemie

XVIII | 17. Jahrgang | Nr. 2/2016

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 Die personalisierte Medizin zielt darauf, den Therapienutzen zu maximieren sowie Risiken und Nebenwirkungen zu minimieren. Zunehmende Ansprüche, was Begleitdiagnostika (Companion Diagnostics) hierbei künftig leisten sollen, führen zu deutlich höheren Anforderungen an die Testsysteme. Dies erfordert neue Kompetenzen und lässt sich nur in Netzwerk-Kooperationen verwirklichen und kommerzialisieren. Das Companion Diagnostics Network bietet hierfür eine ideale Plattform: In diesem Verbund treiben Firmen – gemeinsam mit verschiedenen Partnern – die Forschung und Entwicklung biomarkerbasierter Diagnostika für die personalisierte Medizin voran. Welcher Bedarf besteht, welchen Herausforderungen sich Hersteller und Entwickler stellen müssen und welche Regularien es zu beachten gilt, steht im Fokus des 5. Forums Companion Diagnostics Network am 26. Mai 2016 im CoLaborator der Bayer Pharma AG in Berlin. Die Themen: l CDx & Biomarker: Liquid Biopsy, ProteinTargets & Glykan-Analytik l Gesetze & Regularien: Medizinrecht, GKV, Erstattung, Zertiﬁzierung l Bedarfe & Potentiale: Sicht der CRO & der Pharma-Firmen Das Forum bietet eine ideale Bühne, um sich mit Experten und Akteuren der Branche auszutauschen, neue Kontakte zu knüpfen und sich

über die Leistungsfähigkeit des Companion Diagnostics Network zu informieren. Auch die Fördermöglichkeiten für F&E-Projekte innerhalb des ZIM-Netzwerks Companion Diagnostics Network können ausgelotet werden. Programmdetails und weitere Informationen zur Anmeldung gibt es in Kürze unter www. companion-diagnostics.eu

PARMENIDes lädt zum World Café ein Neben den vielversprechenden Möglichkeiten birgt die personalisierte Medizin wissenschaftliche, ethische, rechtliche und gesundheitsökonomische Herausforderungen. Diese zu meistern, ist essentiell, um das Potential für Patienten als auch für das Gesundheitssystem vollumfänglich zu nutzen. Den Schlüssel hierfür bilden In-vitroDiagnostika. Nach erfolgreichen Proof-of-Concept-Studien gilt es nun, reife Entwicklungen in die klinische Routine zu überführen. Um zu zeigen, wie sich dieser Weg erfolgversprechend ebnen lässt, lädt die PARMENIDes-Initiative am 8. Juni 2016 zum World Café „Diagnostische Innovationen für die personalisierte Medizin“ in das Kesselhaus des Krankenhauses Königin Elisabeth Herzberge in Berlin. Programm und Anmeldeinformationen in Kürze unter www. personalized-diagnostics.eu.

DGHM

68. Jahrestagung: Mikrobiologie und Hygiene mit aktuellen Erkenntnissen  Vom 11. bis 14. September 2016 treffen sich in der Ulm-Messe (Donauhalle) führende nationale und internationale Wissenschaftler und Ärzte zur 68. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (DGHM) e. V. Beim deutschlandweit größten Fachkongress in diesem Bereich präsentieren renommierte Experten und junge Wissenschaftler ein breites Spektrum in allen Gebieten von Mikrobiologie, Hygiene und Infektionskrankheiten. „Wir erwarten Diskussionen auf hohem Niveau zu aktuellen Erkenntnissen im Bereich der mikrobiologischen Forschung und Anwendung“, betont Kongresspräsident Prof. Dr. Steffen Stenger, Medizinische Mikrobiologie und Hygiene am Universitätsklinikum Ulm. Mit Hauptsymposien zu den Schwerpunkten molekulare und zelluläre Mikrobiologie (molecular and cellular microbiology), Entwicklung von Impfstoffen (vaccinology), neu auftretende

Krankheitserreger (emerging pathogens) und Darm-Epidemiologie (intestinal epidemiology) umfasst das wissenschaftliche Programm aktuelle Forschungsergebnisse zur Erkennung, Verhütung und Therapie von Infektionsleiden. Insbesondere in den Bereichen Infektionsdiagnostik, Infektionsprävention sowie Krankenhaushygiene und „Public Health“ zeigt sich der hohe Stellenwert der medizinischen Mikrobiologie und Hygiene für die Infektionsmedizin und das öffentliche Gesundheitssystem. Neben dem wissenschaftlichen Austausch mit Experten über Vorträge und Diskussionsrunden, praxisorientierte Workshops und Posterpräsentationen bietet die viertägige Veranstaltung eine fachbezogene Industrieausstellung sowie eine kostenfreie Kinderbetreuung durch pädagogisch geschultes Personal. Alle Informationen zur DGHM-Jahrestagung unter www.dghm-kongress.de. LABORWELT

21.04.2016 13:58:19 Uhr

Laborautomation: Integration der qRT-PCR Melanie Kelm, Martina Pick, Analytik Jena

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Der aktuelle Laboralltag ist geprägt von einem stetig wachsenden Probenaufkommen und hohen Ansprüchen an die Probenbearbeitung und Verlässlichkeit der ﬁnalen Ergebnisse. Gesucht werden Automationssysteme in Verbindung mit einfachen Integrationslösungen. Der qTOWER3 auto eignet sich ideal für die Verbindung der quantitativen Real-Time-PCR (qRT-PCR) mit Robotik-Systemen. Die Integration erfolgt dabei einfach durch automatisches Be- und Entladen von Mikroplatten mittels fahrbarem Probentray. Neben dem Probentray, das extern frei zugänglich ist, ist das Plattenhandling auch im Inneren des qTOWER3 auto automatisiert. Die 96-Well-Mikroplatte wird präzise im Block positioniert und im Anschluss an die Amplifikation ebenso zielgerichtet entladen. Ein kontinuierlicher Workﬂow kann einfach und zuverlässig abgebildet werden. Das Konzept der automatisierten Real-Time-PCR sieht unterschiedliche Integrationsstrategien vor. Das entkoppelte Elektronikmodul mit einer Kabellänge von 10 m kann problemlos an einer dezentralen Stelle eingebunden werden. Die Positionierung der Cycler-Einheit erfolgt platzsparend neben dem Liquid-HandlingSystem. Hierbei kann das Laden der Platte mittels externem Greifersystem wie dem CyBi®-Carry verwirklicht werden oder durch die direkte Anbindung des Probentrays an die Liquid-Handling-Station erfolgen. Der Silberblock ist Basis für die hohen Heizraten (bis zu 8 °C/s) und eine Temperaturkon-

SpheroMax

trollgenauigkeit von ± 0,1 °C über 96 Wells. Für die homogene Detektion von bis zu sechs verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen sorgt das patentierte, faseroptische Shuttlesystem. Je nach Auswahl der verfügbaren Filtermodule können alle gängigen Farbstoffe gemessen werden. Neben der Datenaufnahme erfolgt auch die Auswertung automatisch. Dafür stehen unterschiedliche Methoden von der absoluten Quantiﬁzierung bis hin zur Multi-Platten-Analyse zur Verfügung. Verschiedene Exportfunktionen und ein LIMS-Transferﬁle ermöglichen zusätzlich die Bereitstellung aller wichtigen Daten für die zuverlässige Probenverfolgung.

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Kontakt Melanie Kelm, Martina Pick Analytik Jena AG, Business Unit Life Science lifescience@analytik-jena.de www.bio.analytik-jena.de Analytik Jena auf der Analytica: Halle A1, Stand 306 (Messtechnik) & Halle A3, Stand 402A (Kits)

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Eine Beispielampliﬁzierung humaner, genomischer DNA zeigt die Linearität über 10 Logstufen (von 1010 bis 101 Kopien). Die PCR-Efﬁzienz wurde automatisch mittels qPCRsoft ermittelt und liegt mit R2 > 0.999 bei 100%. LABORWELT

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21.04.2016 13:59:04 Uhr

Greiner Bio-One GmbH

Schluss mit Meniskuseffekt und Ausbleichen Das neue Slide CELLview™ besteht aus einem transparenten Kunststoffobjektträger mit einem eingebetteten 0,17 mm starken Deckglasboden und einer schwarzen, abnehmbaren Kompartimentierung. Diese unterteilt das Slide in 10 runde Näpfchen, welche der Größe einer 96-Well-Platte entsprechen. Der Einsatz einer Mehrkanalpipette ist somit möglich und Pipettiervorgänge werden deutlich vereinfacht. Durch die konisch-runde Geometrie des Näpfchens werden der Meniskuseffekt reduziert und ein gleichmäßiges Zellwachstum sowie eine optimale Analyse ermöglicht. Das schwarze Material verhindert, dass Streulicht in benachbarte Näpfchen gelangt. Dies garantiert, dass jede Zelle zu Beginn der Aufnahmen die maximale Signalstärke aufweist und die Untersuchung nicht durch Artefakte wie Ausbleichen beeinflusst wird. Sowohl die Kompartimentierung als auch das darunterliegende Slide besitzen die gleiche alpha-numerische Kennzeichnung und gewährleisten eine eindeutige Identifizierung der jeweiligen Probe. Das Design garantiert ein Höchstmaß an Planarität – eine Voraussetzung für automatisierte Mikroskopie mit höchster

Auflösung. Nach Ablösen der Kompartimentierung kann das Slide wie ein herkömmlicher Objektträger für weitere Analysen eingesetzt oder platzsparend aufbewahrt werden. Neben einer TC-Oberfläche ist das Slide auch mit einer als Advanced TC™ bezeichneten Oberfläche für sensitive Zellen und komplexe Anwendungen erhältlich. Greiner Bio-One GmbH Dr. Lara Breth Maybachstraße 2 72636 Frickenhausen Tel.: +49 (7022) 948-0

AHF analysentechnik AG

Die umweltfreundlichen neuen LED-Lichtquellen (zum Beispiel von CoolLed oder Lumencor) finden in der Routine der Fluoreszenzmikroskopie vermehrt Anwendung. In vielen Fällen können die vorhandenen, meist auf HBOLampen abgestimmten Filtersätze verwendet werden. Für die UV-Anregung (wie mit den Farbstoffen DAPI oder Hoechst) und für eine maximale Effizienz der Lichtintensität lohnt es sich, spezifische Filtersätze zu testen, die exakt an die Wellenlängen der eingebauten LED angepasst sind. Die AHF Analysentechnik AG bietet spezielle LED-Multibandsets an, die exakt an die spektralen Daten von ausgewählten LED-Kombinationen angepasst sind, wie sie in der Fluoreszenz-

analytik zum Einsatz kommen. Hierbei können auch spezifische Wünsche hinsichtlich der Selektivität der einzelnen Farbkanäle berücksichtigt werden. Sehr platzsparend im Mikroskop ist die Quadband-Filterkombination DAPI/FITC/Cy3/ Cy5 sbx LED beziehungsweise Blau/Grün/Rot/ NIR. Ausgestattet mit einzelnen, spezifischen Anregungsfiltern können diese zum Beispiel im Lampengehäuse untergebracht werden (bei Spectra X von Lumencor) oder in einem separaten Filterrad. Im eigentlichen Filterwürfel werden Multibandstrahlenteiler und -sperrfilter eingebaut. Im Mikroskop wird daher nur eine Filterposition belegt. AHF hat die entsprechenden Filterwürfel im Programm. Außerdem können auch vorhandene Filtersets modifiziert werden, um sie an die neue spektrale Umgebung anzupassen. Da der Einbau von Filtern und Beleuchtungsquellen nur wenig Aufwand erfordert, bietet AHF eine kundenspezifische Ausstattung auf Anfrage gern zum Test an. AHF Analysentechnik AG Kohlplattenweg 18, 72074 Tübingen Tel.: +49 (7071) 970 901-0 info@ahf.de www.ahf.de

Abb.: AHF (unten), Greiner Bio-One (oben)

Multiband-LED-Filtersets für Fluoreszenzmikroskope

LABORWELT

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21.04.2016 14:00:39 Uhr

Produktwelt Deutsche B iotechnologietage / Analytica em-tec GmbH

Fluidmanagement bei Laborprozessen Bei vielen Laborprozessen und Laborautomaten kommen flüssigkeitsführende Systeme zum Einsatz. Hier ist die Überwachung und Regelung von Durchflüssen variierender Medien, die Erfassung der applizierten Volumina oder die Erkennung von nicht mehr befüllten Schläuchen erforderlich. Durch den Einsatz von ultraschallbasierten Flussmesssystemen kann das richtige Fluidmanagement sichergestellt werden, so dass eine gleichbleibende Prozessqualität gewährleistet wird. Die Em-tec GmbH hat ihr bereits in der Medizintechnik langbewährtes nichtinvasives bidirektionales Clamp-On-Flussmesssystem entsprechend der speziellen Anforderungen der automatisierten Bioprozesstechnik weiterentwickelt. Das BioProTT™-Flussmesssystem besteht aus einem Durchflusssensor und einem elektronischen Auswertesystem, dem Flowmeter, das in verschiedenen Varianten mit Standardschnittstellen (4-20 mA/RS232) zur Verfügung steht, die eine optimale Integration in automatisierte Umgebungen erlauben. Die Tischvariante mit Display kann dank einer Anzeige- und Bedienoberfläche auch als eigenständiges Messgerät betrieben werden. Der Sensor arbeitet nach dem ultraschallbasierten Laufzeitdifferenzverfahren, welches auch für zell- und partikelfreie Flüssigkeiten geeignet ist. Flexible Schläuche können einfach in die BioProTT Clamp-On Transducer eingelegt werden. Nach Schließen des Deckels ist eine Flussmessung ohne Auftrennung des Kreislaufes oder direkten Medienkontakt möglich. Damit ist die Sterilität des Systems gewährleistet. Zudem können Anwender so weder mit toxischen noch aggressiven Stoffen in Kontakt kommen. Unterschiedliche Sensorgrößen decken ein weites

Liquid Handling Station

Spektrum von Schlauchinnendurchmessern ab. Jeder Sensor kann auf verschiedene speziﬁsche Kombinationen aus Schlauchmaterialien, wie zum Beispiel Silikon oder PVC, Temperaturen und Flüssigkeiten kalibriert werden, um die höchste Messgenauigkeit auch unter verschiedenen Bedingungen bei Flussraten je nach Sensorgröße von wenigen ml/ min bis zu 100 l/min zu ermöglichen. Diese Kalibrierdaten werden in der Sensorelektronik abgespeichert, so dass ohne Unterbrechung des Prozesses auf ein anderes Medium im gleichen Schlauch umgeschaltet werden kann. Neben den Flusswerten wird auch die Signalqualität angezeigt, auf deren Basis leere Schläuche oder größere Gasblasen erkannt werden können. Somit bietet das BioProTT-Flussmesssystem ein Höchstmaß an Flexibilität und ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Integration auch in bestehende Labor- und Prozesssysteme. Em-tec GmbH | Lerchenberg 20 | 86923 Finning sales@em-tec.de | www.em-tec.de

Zeit für neue Ideen!

Automatisches Pipettieren schafft Zeit für Wichtiges. Der kostenlose Methodencheck von BRAND sagt Ihnen, wie.

Abb.: Em-tec

Für Ihre PCR, qPCR, ELISA, Reformatierung und Replikation von 96-well- oder 384-well-Platten, Assay Ready-Kits, Enzymassays oder anderen Methoden.

Kostenlosen Methodencheck anfordern unter: www.brand.de/methodencheck oder lhs@brand.de www.brand.de LABORWELT

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Besuchen Sie uns auf der analytica: Halle B1/Stand 317 17. Jahrgang | Nr. 2/2016 | XXI

21.04.2016 14:00:47 Uhr

Greiner Bio-One GmbH

AHF analysentechnik AG

Abb.: AHF (unten), Greiner Bio-One (oben)

Multiband-LED-Filtersets für Fluoreszenzmikroskope

LABORWELT

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22.04.2016 10:51:46 Uhr

Connecting Global Competence

Semadeni Europe AG

Verbrauchsartikel aus Kunststoff und Glas

Zeitgewinn durch Auto-Pipettiersystem

Die Semadeni Plastics Group entwickelt, konstruiert, fertigt und vertreibt seit mehr als 60 Jahren Produkte aus Kunststoff. Das umfangreiche Standardangebot umfasst mehr als 6.500 Kunststoffartikel für verschiedene Anwendungen, davon eignen sich viele Produkte für den Bereich Labor und Wissenschaft. Semadeni führt eine große Auswahl an Laborverbrauchsartikeln wie Pipetten und Reagenzgläser, diverse Volumetrieartikel oder auch Schutzartikel und Reinigungsprodukte. Diese und weitere praktische Artikel aus dem Sortiment sind bereits ab einer kleinen Menge erhältlich und in der Regel innerhalb weniger

Nimmt das Pipettieren im Labor viel Arbeitszeit in Anspruch? Mit Liquid Handling Station bietet Brand ein automatisches Pipettiersystem, das Zeit für andere Aufgaben schafft. Eingesetzt wird Liquid Handling Station zum Beispiel bei Methoden wie PCR, qPCR oder ELISA, aber auch bei der Reformatierung und Replikation von Platten, der Vorbereitung von AssayReady-Platten, dem Cherry Picking oder bei Enzymassays. Das automatische Pipettiersystem verfügt über sieben frei belegbare Arbeitsplätze im ANSI/SLAS-Format, zum Beispiel für Einzelgefäße, 8er-PCR-Gefäßstreifen, Reservoirs sowie 96-Well- und 384-Well-Platten. Mit der passenden Software können individuelle Programme in wenigen Minuten eingestellt werden. Dabei kann genauso vorgegangen werden, wie man es vom manuellen Pipettieren gewohnt ist. Dann erledigt die „Transfer“-Funktion alle Pipettiervorgänge mit einem einzigen Befehl. Um den Einstieg in das automatische Pipettieren zu erleichtern, bietet Brand einen kostenlosen Methoden-Check für Labore an. Dabei prüfen Experten, wie die kundenspezifischen Applikationen am schnellsten und effizientesten automatisiert ablaufen können. Im Anschluss können auf Wunsch die Ergebnisse in einer ebenfalls kostenlosen Praxisvalidierung mit Liquid Handling Station von Brand getestet werden. Weitere Informationen gibt es auf www. brand.de/methodencheck. Auf Nachfrage (lhs@ brand.de) kann Infomaterial auch postalisch verschickt werden. Das Brand-Team ist auf der Analytica in Halle B1 an Stand 317 anzutreffen.

Arbeitstage ab Lager lieferbar. Das gesamte Standardsortiment ist auch online unter www.semadeni.com/webshop zu finden. Der neue Katalog 2016 ist kostenlos erhältlich und kann telefonisch oder unter www.semadeni. com/market/publikationen/bestellformular angefordert werden. Neben dem Standardsortiment stellt Semadeni Plastics Technology in drei europäischen Fertigungswerken selbst Kunststoffprodukte her. Diese, meist individuell gemäß Kundenspezifikation gefertigten Produkte, werden entweder im Spritzgussverfahren, mittels Blasformen oder in manuellen Verfahren hergestellt. Semadeni ist auf der Analytica in Halle B1 am Stand 313 zu finden. Dort werden zahlreiche Neuheiten aus der Laborwelt vorgestellt, darunter das erweiter te Glassor timent, verschiedene neue Schutzbrillen, praktische Tubes und neue Reagenzgestelle. Abb.: Semadeni (links), Brand (rechts)

BRAND GmbH + Co KG

Semadeni (Europe) AG Stadttor 1 40219 Düsseldorf Tel.: +49 (0211) 3003-423 Fax: +49 (0211) 3003-122 www.semadeni.com europe@semadeni.com

Brand GmbH und Co. KG Otto-Schott-Straße 25 97877 Wertheim Tel.: +49 (9342) 808-0 Fax: +49 (9342) 808-91505 info@brand.de www.brand.de

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Elementar für Ihren Erfolg. Auf der weltweit größten Messe für Labortechnik, Instrumentelle Analytik und Biotechnologie finden Sie alle Produkte und Lösungen rund um das Labor – in Industrie und Forschung. Wissenschaftlicher Höhepunkt – die analytica conference. Hier referiert die internationale Elite über Analytik-Trends in der Chemie und den Life Sciences.

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Sarstedt AG & Co.

Zellkultureinsätze für alle Fälle

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Get in touch with high-class qPCR

analytica 2016 Stand 306 | Halle A1 10. - 13. Mai 2016 Messe München

Die neuen Sarstedt Tissue Culture (TC)-Inserts sind einfach zu handhabende, hängende Einsätze für 6-, 12- und 24-Well-Zellkulturplatten aus dem Portfolio von Sarstedt. Zusammen mit den TC-Platten bilden die Inserts ein 2-Kompartimenten-Zellkultursystem, welches die In-vivo-Situation simuliert und es dem Nutzer ermöglicht, eine Vielzahl von Experimenten durchzuführen. Die Sarstedt TC-Inserts sind asymmetrisch im Well positioniert, so dass auf einer Seite ein breiter Spalt für das komfortable Pipettieren mit zum Beispiel serologischen Pipetten entsteht. Während das stabile Gehäuse aus hochtransparentem Polystyrol hergestellt wird, besteht der Boden aus einer ultradünnen, mikroporösen PET-Membran: l Für eine optimale Zelladhäsion sind beide Seiten der Membran oberflächenbehandelt (TC-behandelt). l Die Membran besitzt eine definierte Porendichte und ist mit fünf verschiedenen Porengrößen (0,4 bis 8 µm) erhältlich. l Das Sortiment umfasst Membranen mit zwei verschiedenen optischen Eigenschaften – transluzent oder transparent. l Die chemischen Eigenschaften der PET-Membran minimieren die unspezifische Bindung von Molekülen. l Die PET-Membran besitzt eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien, so dass viele Standardmethoden zum Fixieren und Färben der Zellen problemlos durchgeführt werden können. Weitere Informationen zu den neuen TC-Inserts und dem umfangreichen Zellkultursortiment sind unter www.sarstedt.com abrufbar. Sarstedt AG & Co. Sarstedtstraße 1, 51588 Nümbrecht Tel.: +49 (2293) 305-0 info@sarstedt.com

CEM GmbH

Patentiertes, faseroptisches System für ideale Real-Time PCR-Signale

Erweiterbares Filtermodulsystem für maximale Flexibilität

Hochwertiger Silberprobenblock für beste thermische Leitfähigkeit

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Das Liberty Blue als Mikrowellen-Peptid-Synthesizer der 2. Generation ermöglicht die schnelle Synthese von reinen Peptiden und schwierigen Sequenzen in wenigen Stunden. Die neue Technologie weist einen 4 min Kupplungszyklus und eine extrem schnelle Reagenzienzuführung auf. Gegenüber klassischen Peptid-Synthesizern und Mikrowellen-Synthesizern der 1. Generation werden bis zu 90% Lösungsmittel eingespart. Ein Überblick: l Noch schneller: Nur 4 min Zykluszeit ermöglichen die Synthese in Stunden statt in Tagen. l Noch sparsamer: Bis zu 90% Einsparung an Lösungsmitteln erhöht den Umwelt- und Arbeitsschutz – und spart Geld. l Noch universeller: von Kleinstmengen für die PNA-Synthese bis zu 5 mmol l Noch flexibler: zum Beispiel 27 Positionen für Reagenzien, Umbenennen von Reagenzien l Noch einfacher: Intuitive Software erleichtert das Programmieren von Sequenzen. Die einfache Technik mit wenigen Ventilen und Sensoren vereinfacht den Service.

Abb.: Sarstedt

2. Generation der Peptid-Synthesizer

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21.04.2016 14:02:38 Uhr

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Mit der typischen Synthesezeit von wenigen Stunden ist das Liberty Blue eine Alternative zu Parallel-Synthesizern. Die einzelnen Peptide können nach der Entnahme aus dem Gerät schnell aufgereinigt werden, während die nächste Synthese läuft. Damit wird in der vergleichbaren Gesamtzeit zur Synthese von mehreren Peptiden mit anschließender Aufreinigung zum Beispiel mittels präparativer HPLC ein deutlicher Vorteil erzielt. Zudem erfüllt das Liberty Blue das patentrechtliche Einsetzen der Mikrowelle beim Kuppeln und Entschützen. . CEM GmbH Tel.: +49 (2842) 964-40 www.peptid-synthese.de VOLL INTEGRIERT Keine Scheibenöffnung für das Mikroskop notwendig

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Abb.: CEM (oben), Drifton (unten)

Schlauchpumpe mit straffem Design Die intelligente, peristaltische Durchflusspumpe LabV1 besitzt ein straff designtes ABS-Kunststoffgehäuse und einen berührungssensitiven Bildschirm. Der Touchscreen ermöglicht eine einfache Bedienung und zeigt den aktuellen Status der Strömungsgeschwindigkeit, Motordrehzahl, Einstellung von Parametern und Systemkonfiguration auf dem gleichen Bildschirm. So behält man den vollständigen Überblick über die zu erledigende Dosierungsaufgabe. Die Pumpe selbst kann Geschwindigkeitsintervalle von 0,1–150 r/ min und Durchflussintervalle von 0,000067–570 ml/min verwirklichen. Sie besitzt drei Betriebseinstellungen: l Dosierung von festen Volumina – Die peristaltische Pumpe misst das Flüssigkeitsvolumen automatisch. Das Abschalten der Pumpe erfolgt automatisch beim Erreichen des eingestellten Volumens. Die Geschwindigkeit lässt sich während dieses Verfahrens ändern. l Festes Zeitintervall und Volumen – Die Pumpe überträgt das eingestellte Volumen innerhalb eines vorher eingestellten Zeitintervalls. l Start-Stopp-Funktion mit Zeiteinstellung – Die automatisierte Kontrolle wird durch die Einstellung von Start- und Stopp-Zeitpunkt der Pumpe erreicht.

TOUCH-STEUERUNG des Mikroskops

PERFEKTE SYMBIOSE MADE IN GERMANY Claire mit integriertem Mikroskop für die sichere Begutachtung von Zellkulturen

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Ausblick

Vorschau Heft 3/2016

Zellbiologie

Spermien: Mit Superschub zur Eizelle hin und her. Diese Bewegung wird Power-Kick genannt. Kalifornische Forscher fanden heraus, dass das Hormon Progesteron den Power-Kick auslöst (Science, doi: 10.1126/science.aad6887). Dessen Rezeptoren sitzen zu Tausenden am Spermienschwanz. Ist die Progesteronkonzentration hoch genug, also in direkter Nähe zur Eizelle, wird der Rezeptor ABHD2 aktiviert. Dieses Enzym bewirkt eine Kaskade von Veränderungen und sorgt im letzten Schritt für die Umschaltung des Antriebs. Die Wissenschaftler hoffen nun, dass ihre Erkenntnisse zu einer neuen Verhütungsmethode führen. Denn wenn man Progesteron davon abhält, den Power-Kick auszulösen, können die Spermien die Eizelle nicht befruchten.

Genomik

Alleskönner doch fast ohne Fremd-DNA  Wissenschaft irrt sich nie? Von wegen! Eine Studie, die massenhaft Fremd-DNA im Erbgut der wundersamen Bärtierchen gefunden hatte, wurde jetzt widerlegt. BärtierchenDNA besteht fast zu einem Sechstel aus den Genen fremder Spezies, so die Schlagzeile USamerikanischer Forscher um Thomas Boothby Ende 2015 (doi: 10.1073/pnas.1510461112). Mit 17,5% der Bärtierchengene, die eigentlich zu Bakterien, Pilzen oder Pflanzen gehören, hielt das kleine Tier einen absoluten Rekord beim Thema horizontaler Gentransfer. Der ist nun wohl aber wieder Geschichte: Schottische Forscher wiederholten die Genomsequenzierung und -auswertung. Nach ihrem Dafürhalten

Aus der laborwelt.de-Galerie

Kein Konter gegen Krebs Wer an der Schmetterlingskrankheit leidet, der hat eine Haut so empfindlich wie die Flügel eines Schmetterlings. Oft entwickeln sich chronische Wunden und die Mehrheit der Patienten kämpft später im Leben – zumeist erfolglos – gegen Stachelzellkrebs (Plattenepithelkarzinom, im Bild grün). Freiburger Forscher haben kürzlich entdeckt, dass die häufigen Verletzungen bei der Schmetterlingskrankheit den Spiegel pro-fibrotischer Wachstumsfaktoren erhöhen. Die Folge: Die Dermis (Lederhaut) wird steif, was wiederum die aggressive Ausbreitung der Krebszellen fördert (doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-1348). XXVI | 17. Jahrgang | Nr. 2/2016

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haben Boothby und Co. die DNA nicht ausreichend von Verunreinigungen durch FremdDNA befreit. Wie die Wissenschaftler vom Edinburgher Institut für Evolutionäre Biologie im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences berichten (doi: 10.1073/ pnas.1600338113), fanden sie keine Beweise für einen weitreichenden horizontalen Gentransfer in das Bärtierchen-Genom. Höchstens 1% bis 2% der Gene sind so ins Erbgut der Achtbeiner gelangt. Studienleiter Mark Blaxter sieht das Ergebnis als Erfolg für die Wissenschaft. „Vor ein paar Jahrzehnten hätte es Monate gedauert, so eine Frage zu klären. So wurde das Thema umgehend richtiggestellt.“

Themen

Genome Editing, Liquid Biopsy Der Hype um die neuartigen Genomwerkzeuge scheint ungebrochen: So zeigten US-Forscher kürzlich, dass mit molekularen Scheren die DNA von HI-Viren im Genom von CD4+ T-Zellen von Patienten ex vivo unschädlich gemacht werden können – und das ohne an unerwünschten Stellen das Genom zu verändern und toxische Effekte hervorzurufen. Das nächste LABORWELT-Spezial geht der Frage nach, welche Genomeditierungswerkzeuge sich für welche Anwendungen im Labor eignen. Außerdem im am 7. Juli 2016 erscheinenden Heft: neue Technologien und Anwendungen rund um das Thema Flüssigbiopsien. Fachbeiträge können bis 20. Juni 2016 eingereicht werden (Redaktionskontakt: t.gabrielczyk@biocom.de). Werbekunden erzielen im Umfeld der redaktionellen Beiträge eine hohe Sichtbarkeit. Stichtag für Anzeigen-Buchungen ist der 20. Juni. Weitere Informationen bei: Oliver Schnell (+49-30-264921-45, o.schnell@ biocom.de) und Christian Böhm (+49-30264921-49, c.boehm@biocom.de).

Impressum LABORWELT (ISSN 1611-0854) erscheint 5-mal im Jahr im Verlag der BIOCOM AG Lützowstraße 33–36 10785 Berlin, Germany Tel./Fax: 030/264921-0 / 030/264921-11 laborwelt@biocom.de www.biocom.de Redaktion Dr. Martin Laqua Tel.: 030/264921-68 Namentlich gekennzeichnete Beiträge stehen in der inhaltlichen Verantwortung der Autoren. Alle Beiträge sind urheberrechtlich geschützt und dürfen ohne schriftliche Genehmigung des BIOCOM Verlages nicht reproduziert oder verbreitet werden.

Abb.: crimson / Fotolia (oben links), Venugopal Rao Mittapalli (unten). MGH (oben rechts)

 Kurz vor dem Ziel müssen Spermien die Schutzhülle der Eizelle durchbrechen. Den nötigen Schub für den finalen Kraftakt gibt ihnen die Umstellung ihres Antriebs. Statt den Schwanz wie zuvor in einer Sinuskurve zu bewegen, peitscht das Spermium ihn schnell

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FORUM COMPANION DIAGNOSTICS NETWORK 26. Mai 2016 CoLaborator Bayer Pharma AG | Berlin 9.00 – 17.00 Uhr, anschließend Networking PROGRAMM CDx und Biomarker Prof. Edgar Dahl Uniklinik RWTH Aachen | Liquid Biopsy Prof. Donald Singer University of Warwick | Protein-Targets Dr. Veronique Blanchard Charité Berlin | Glykan-Analytik

Förderung von F&E-Projekten

Gesetze und Regularien Prof. Christian Dierks DIERKS + BOHLE Berlin | Medizinrecht Dr. Lutz Hager IKK Südwest | GKV & Erstattung Dr. Heiner Lüdemann TÜV Rheinland | Zertifizierung Bedarfe und Potenziale Dr. Uwe Anzenberger LINK Medical | Sicht der CRO Dr. Jörg Knäblein Bayer Pharma AG | Sicht der Pharma Dr. Thomas Reimann Berater Life Sciences | Translation & Finanzierung

Details und Anmeldung unter www.companion-diagnostics.eu

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Dr. Anke Kopacek | Netzwerkmanagerin Tel. +49 (0)3302 55199 -15 info@diagnostiknet-bb.de www.companion-diagnostics.eu

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