Speziallaser "schießt" Eiweißmoleküle ab

Die Berliner bioptic lasersysteme AG will mit High-Tech-Erzeugnissen am Boom in der Proteomforschung partizipieren

Am derzeitigen internationalen Boom in der biomedizinischen Forschung und Analytik will die Berliner bioptic lasersysteme AG partizipieren. Dafür hat das junge Adlershofer High-Tech-Unternehmen eine Reihe hochspezialisierter Erzeugnisse entwickelt und auf den Markt gebracht, für die es nach Firmenangaben weltweit momentan wenige oder keine industriellen Konkurrenzprodukte gibt. Dabei handelt es sich um spezielle diodengepumpte Festkörperlaser für die Bioanalytik, besonders handliche und zuverlässige Lasersysteme, die als technische Nischenprodukte der Branche für die Massenspektrometrie zunehmend an Bedeutung gewinnen.

bioptic wurde 1998 mit dem Ziel gegründet, Forschungsergebnisse der Gründer anwendungs- und produktionsreif zu machen und entsprechende Lasersysteme zu fertigen. Für die Realisierung von Entwicklungsaufgaben warb die Firma Risikokapital ein. Mit einem Umsatzwachstum von knapp einem Drittel auf deutlich über eine halbe Million Euro will sie in diesem Jahr in die Gewinnzone kommen.

In einem Pharmaforschungslabor in San Diego (USA) wird zur Zeit das jüngste bioptic-Erzeugnis mit der Bezeichnung Ionscope erprobt. Der kompakte luftgekühlte Ultraviolettlaser für die Massenspektrometrie kann unter anderem in der pharmazeutischen Forschung, zur Qualitätskontrolle von Medikamenten sowie für Blutbild-Untersuchungen eingesetzt werden. Laut bioptic-Mitgründer Andreas Haase ist der Laser für die besonders schnelle und kostengünstige Analyse großer Datenmengen konzipiert worden.

Darüber hinaus seien derzeit erstmals tragbare Massenspektrometer in der Erprobung, Vorwarnsysteme für biologische Luftverunreinigungen zum Beispiel in Krankenhäusern. Herzstück dieses Geräts ist ein Festkörperlaser, in dem zur Lichterzeugung statt einer Blitzlampe kleine Laserdioden eingesetzt werden. Das Funktionsprinzip: Der Laser ´schießt´ in der Luft befindliche Bakterien ab, deren Einzelbestandteile dann im Spektrometer untersucht werden. Nach den Worten Haases arbeitet bioptic intensiv an der weiteren Miniaturisierung der dafür erforderlichen Lasersysteme.

Als Zulieferer von High-Tech-Lasern ist das kleine Adlershofer Unternehmen jüngst eine strategische Partnerschaft mit der Bruker Daltonik GmbH aus Bremen eingegangen, einem der führenden Massenspektrometer-Hersteller für die Life Sciences. Ein Massenspektrometer neuester Bauart wird seit Dezember vergangenen Jahres an der Universität Konstanz zur Proteomanalytik eingesetzt. Dieses noch junge Fachgebiet der biomedizinischen Grundlagenforschung beschäftigt sich mit der Identifizierung der Struktur tierischer und menschlicher Eiweißmoleküle.

Die Untersuchungen sollen letztlich zu neuen Impfstoffen führen, mit denen bisher schwer oder nicht behandelbare Krankheiten bekämpft werden können. So arbeiten Wissenschaftler unter Leitung von Prof. Michael Przybylski am Steinbeis-Zentrum der Uni Konstanz an der Entwicklung eines therapeutischen Impfstoffs gegen Alzheimer. Nach Aussagen von Fachleuten werden bis dahin allerdings noch fünf bis zehn Jahre vergehen. Ein Herzstück des für die Eiweißanalyse erforderlichen Massenspektrometers ist der hochmoderne und bislang konkurrenzlose Erbium-YAG-Laser aus Berlin. In einem Vakuum zerlegt der Laserstrahl ´schonend´ Eiweißmoleküle in ihre Einzelbestandteile, die dadurch im gasförmigen Zustand über einen langen Zeitraum und damit genau untersucht werden können. Praktisch werden diese Moleküle ´langsam´ verdampft. Dafür erzeugt der Infrarotlaser kurze Lichtpulse im Bereich millionster Sekundenteile mit einer speziellen, für biologische Prozesse besonders geeigneten Wellenlänge. Haase: „Die Laserlicht-Eigenschaften bestimmen entscheidend die Nachweismöglichkeiten.“

Vor drei Jahren war es Wissenschaftlern gelungen, das menschliche Genom, den genetischen Bauplan, zu entschlüsseln. Der bioptic-Mitgründer weiß, dass dies allein für verwertbare Resultate wie neue Medikamente noch nicht ausreicht. „Wir müssen heraus bekommen, wie das genetische Material, wie Eiweiße im Körper tatsächlich funktionieren und reagieren.“ Mit Hilfe moderner Massen-spektrometer kann dies geschehen, kann die Wirkung möglicher Impfstoffe zunächst im Tierversuch analysiert werden. Das neue Gerät in Konstanz ist mit seiner extremen Hochauflösung in der Lage, einen Unterschied von 1:100 000 zu erkennen. Ein mit flüssigem Helium gekühlter, supraleitender Magnet erzeugt für die Untersuchung der gelaserten Eiweißbestandteile ein Magnetfeld, das 100 000 mal stärker als das der Erde ist.

Nach Firmenangaben hat bioptic bislang die speziellen Lasergeräte vor allem ins Ausland, hauptsächlich in die USA, geliefert. Nun beginnen auch deutsche Labore und Forschungseinrichtungen, so hieß es, in Berlin Adlershof zu ordern. Haase erwartet, in diesem Jahr eine ganze Reihe der rund 50 000 Euro teuren ErbiumYAGLaser speziell am Standort Deutschland verkaufen zu können. In der Proteomforschung sind derzeit weltweit etwa 1000 Massenspektrometer im Laboreinsatz. „Das ist für uns ein wichtiger Wachstumsmarkt, denn jährlich kommen nun aufgrund des ProteomikBooms viele neue Geräte hinzu.“

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