Neuartiges Glas ermöglicht kostengünstige Mikrotiterplatten

Wie man Hunderte von Proben gleichzeitig untersucht

24.04.2002

Jena (23.04.02) Wissenschaftler des Fachbereichs Mineralogie am Institut für Geowissenschaften der Uni Jena haben ein neuartiges Borosilicatglas entwickelt, das besonders niedrig schmilzt. Das neue Glas lässt sich ebenso einfach wie herkömmliche Kalk-Natron-Gläser herstellen und verarbeiten, ein gasbeheizter Schmelzofen reicht dazu aus. Es ist aber unempfindlicher gegen aggressive Chemikalien und thermisch beständiger. Produkte aus dem neuen Glas, sogenannte Mikrotiterplatten für medizinische und biologische Tests, werden derzeit erstmals auf der Fachmesse analytica 2002 in München vorgestellt. Das Borosilicatglas eignet sich aber auch für Verpackungen in der Pharmaindustrie sowie für Haushaltsgläser.

In der Medizin, der Pharmazie, der Biologie oder der Chemie müssen oft Stoffe untersucht werden, die entweder in Flüssigkeiten gelöst (etwa Erbgutproben oder neue Arzneimittel, die auf ihre Wirksamkeit getestet werden sollen) oder selbst eine Flüssigkeit sind (zum Beispiel Blut). Früher benötigte man dazu ziemlich große Flüssigkeitsmengen, die einzeln "von Hand" untersucht wurden. In den vergangenen Jahren wurden solche Untersuchungen immer mehr automatisiert, gleichzeitig wurden die nötigen Flüssigkeitsmengen immer kleiner. Die Folge: Man kann immer mehr Proben in immer kürzerer Zeit testen.

Für solche Untersuchungen werden die Flüssigkeiten mit einer Pipette auf sogenannte Mikrotiterplatten, in der Fachsprache auch well plates genannt, aufgegeben. Solche Mikrotiterplatten besitzen eine Reihe von Vertiefungen, von denen jede eine Untersuchungsprobe aufnehmen kann. Üblich sind Platten mit 96, 384 oder 1536 Vertiefungen (Fachwort: Kavitäten) - je mehr, desto geringer die benötigte Flüssigkeitsmenge und desto mehr Proben können gleichzeitig ausgewertet werden. Oft reichen schon wenige Mikroliter - nicht einmal ein Tropfen. Die Mikrotiterplatten werden mit speziellen Lesegeräten ausgewertet, die ihre Daten sofort an einen Computer weitergeben. Die Ergebnisse von wissenschaftlichen Tests lassen sich so schon in kürzester Zeit beurteilen.

Meist bestehen die Mikrotiterplatten aus Kunststoff. Doch solche Platten haben verschiedene Nachteile: Sie sind für viele Anwendungen nicht geeignet, weil sie chemisch und thermisch nicht beständig sind. Die Alternative sind Platten aus hochschmelzenden Spezialgläsern - sie vertragen hohe Temperaturen, sind gegen aggressive Chemikalien beständig und können leicht gereinigt und sterilisiert werden. Sie sind aber auch teuer, da sie schwierig herzustellen sind und die Vertiefungen aufwändig gebohrt werden müssen.

Hier kann das neue Borosilicatglas helfen, das der Wissenschaftler Eckhart Watzke am Institut für Geowissenschaften, Bereich Mineralogie, der Jenaer Uni bei Prof. Klaus Heide entwickelt hat. Die Mikrotiterplatten aus der Jenaer Neuentwicklung werden von der Glastechnischen Werkstatt Horst Grimm im thüringischen Gelberg hergestellt, einem mittelständischen Unternehmen. Für das Glas wurden eigens neue Presswerkzeuge entwickelt, mit denen es sich direkt aus der Schmelze formen lässt - Bohrungen sind also nicht nötig. Dadurch sinken die Herstellungskosten beträchtlich.

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