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Ausstellungsgestaltung

Das Modul der Preisträger 2004

In dem 2004 mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichneten Projekt ging es um das Zusammenwachsen von biologischen Anforderungen mit der Halbleitertechnologie als „Labor auf dem Chip“.

(v.l.n.r.) Dr. rer. nat. Walter Gumbrecht, Dr. rer. nat. habil. Rainer Hintsche,
Dr.-Ing. Roland Thewes

Mit einem Biochip kann man in wässrigen Lösungen Biomoleküle wie Nukleinsäuren oder Proteine ausfindig machen. Nach dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ binden auf dem Chip verankerte Biomoleküle – sogenannte Fängermoleküle – zielsicher bestimmte andere Moleküle an sich. Damit entsteht ein hochempfindlicher Sensor etwa für DNA oder Proteine. Das Auslesen der damit erzielten Ergebnisse erfolgte jedoch bis dato meist technisch aufwendig und teuer mit einem Lichtstrahl.

Den drei Forschern Dr. Rainer Hintsche, Dr. Walter Gumbrecht und Dr.-Ing. Roland Thewes ist es gelungen, diese Methode durch eine deutlich einfachere und preiswertere Technologie zu ersetzen. Dazu werden die Resultate über elektrische Messungen auf dem Chip ausgelesen. Grundlage dieses Verfahrens ist die Erkenntnis, dass das Fängermolekül, sobald es sein Gegenstück gefunden hat, ein elektrisches Signal auslöst, das sich direkt auswerten lässt.

Die Preisträger schufen damit die Basis für winzige, transportable und zugleich robuste Analysesysteme im Scheckkartenformat. Preiswerte Labordiagnostik und schnelle Vor-Ort-Analysen, so zum Auffinden von Giften, sind möglich ebenso wie die individuelle Kontrolle von Patientenmesswerten. 

In der Ausstellung wurde im Modul ein Wafer platziert und darauf eine originalgetreue Miniaturisierung eines kompletten Analyselabors. Die so erlebbare Übertragung sollte vermitteln, dass ein winziger Chip, ein Bruchteil des Wafers, die kompletten Arbeitsabläufe eines Labors übernehmen kann. Die prominent platzierten Statements der Preisträger sind eine wichtige Informationsquelle über den Werdegang des Projektes und über das Zusammenführen unterschiedlicher Technologien.  Ergänzend dazu sind Exponate der einzelnen Bestandteile zu sehen.