JPK Instruments, ein weltweit führender Hersteller von Nanoanalytik-Instrumenten für den „Life Sciences“- und „Soft Matter“-Bereich, berichtet über den Einsatz des ForceRobot®- und des NanoWizard® Rasterkraftmikroskop-Systems (engl. Atomic Force Microscope – AFM) in der medizinischen Diagnostik an der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Pohang (POSTECH) in Korea.

Professor Joon Won Park leitet das „Supersensitive Molecular Laboratory“ an der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Pohang in Korea. Das Ziel seiner Gruppe ist, Rasterkraftmikroskopie (AFM) auf dem Gebiet der medizinischen Diagnostik zu etablieren. Die Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass AFM die exakteste Methode ist, um verschiedene Biomarker ohne Amplifikation oder Markierung zu detektieren. Hinsichtlich Bestimmungszuverlässigkeit und -geschwindigkeit kam diese Methode früher an ihre Grenzen, aber Professor Parks Team hat gezeigt, dass diese Grenzen überwunden werden können, wenn AFM-Spitzen und Substrate verwendet werden, deren Oberfläche unter genauestens kontrollierten Bedingungen beschichtet wurden. Desweiteren ist diese Mikroskopietechnik schneller geworden und damit kostengünstiger für die Bioanalytik. Die für die Analyse notwendigen Zielmoleküle befinden sich dabei in einem sog. Capture Spot. Bei einem Capture Spot, der mit herkömmlichen Mikroarrayern hergestellt wurde, liegt die Nachweisgrenze (Limit of detection – LOD), bei etwa 10 fM. Das ist besser als bei den meisten zur Zeit üblichen Bioanalyse-Verfahren wie Mikroarrays oder sog. Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assays (ELISA) mit einem LOD von 1 pM. Bei einem Capture Spot von nur wenigen Mikro-metern Größe, liegt das LOD bei 10 aM, und dieses Limit kann erweitert werden, wenn der Capture Spot kleiner als ein Mikrometer ist. Es hat sich gezeigt, dass dieser Ansatz gut für verschiedene Biomarker wie z.B. Proteine, DNA, mRNA oder microRNA von einzelnen Zellen funktioniert. Die Wissenschaftler glauben daher, dass AFM ein neues Fenster für die Life Sciences und die medizinische Diagnostik aufstoßen kann.

Professor Parks Gruppe hat über die Jahre schon viele AFM-Systeme von unterschiedlichen Herstellern verwendet. Dennoch haben sie sich von den JPK-Systemen überzeugen lassen. Neben dem ForceRobot® stehen dort nun mittlerweile auch zwei NanoWizard® AFM Systeme. Dr. Youngkyu Kim arbeitet mit den Geräten und beschreibt die Vorteile: „JPKs Raster-kraftmikroskope erfüllen alle unsere Vorgaben. Sie sind benutzerfreundlich und robust. Wir messen mit dem NanoWizard® I und dem ForceRobot® 300-System seit vielen Jahren ohne Probleme und haben nun ein NanoWizard® 3 System gekauft. Wichtig ist für uns auch JPKs unterstützende Haltung gegenüber Kunden. Ich bin sehr zufrieden mit ihrer freundlichen und engen Betreuung. Sie verstehen unsere Ziele und arbeiten gemeinsam mit uns daran sie zu erreichen. Wenn bei den AFMs in meinem Labor eine Frage oder ein Problem auftritt, sind sie schnell mit Lösungen bei der Hand. Selbst wenn ich nach neuen Programmen für unsere speziellen Aufgaben frage, entwickeln sie für uns neue Softwareroutinen. Im Laufe der Zeit habe ich einige ihrer führenden Mitarbeiter auf Konferenzen wie der ISPM getroffen und die Gelegenheit genutzt, aktuelle Problemstellungen zu diskutieren und Ratschläge zu bekommen, um Schwierigkeiten und Herausforderungen zu meistern.“

Die Gruppe veröffentlicht zahlreiche Fachartikel. Das ForceRobot® 300 System hat zum Beispiel maßgeblich zu einer Veröffentlichung beigetragen, die kürzlich in Nature Communications erschienen ist: „Cytosolic targeting factor AKR2A captures chloroplast outer membrane-localized client proteins at the ribosome during translation.“ Ein Artikel mit Ergebnissen, die mit dem NanoWizard® AFM erzielt wurden, ist im Journal of the American Chemical Society (JACS) erschienen: „Quantification of fewer than ten copies of a DNA biomarker without amplification or labeling.“ Weitere Beispiele finden sich auf der Webseite der Gruppe: http://jlab.postech.ac.kr/.

JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über die ForceRobot® und NanoWizard® AFM-Systeme, sowie weitere Produkte besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com, YouTube, Facebook oder LinkedIn.

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