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30.04.2020

Corona-Schnelltest in unter 2,5 Stunden

Bosch entwickelt auf Basis einer Gemeinschaftsforschung mit dem Fraunhofer IZM einen Covid-19-Schnelltest

© Bosch

Die Zahl der infizierten Personen mit dem neuartigen SARS-CoV-2 Virus steigt weltweit rapide an. Betroffene Länder erlassen fast tägliche neue Maßnahmen, um die Ausbreitung einzudämmen, während in den medizinischen Laboren nicht nur an einem Impfstoff, sondern auch an neuen Testmethoden gearbeitet wird. Bosch will zunächst in Deutschland einen neuen Schnelltest auf den Markt bringen, der am Testort in unter 2,5 Stunden statt in den bisherigen 2 Tagen ein Ergebnis anzeigt. Diese technische Lösung basiert auf einer PoC-Analyseplattform, die zusammen mit dem Fraunhofer IZM in dem EU-Projekt CAJAL4EU entwickelt wurde. Das Hauptziel des Projekts war es, miniaturisierte Biosensor-Technologieplattformen zu entwickeln, die schnell, robust, benutzerfreundlich und kostengünstig Multi-Parameter-in-vitro-Testanwendungen ermöglichen. Das Projektvorhaben wurde im 7. Forschungsrahmenprogramm durch die EU (Förderkennzeichen: FP7-ENIAC-120215) und das BMBF (Förderkennzeichen: 13N10925) unterstützt.


Die Einführung von schnell wirkenden Virustests war eine der wenigen guten Nachrichten der letzten Zeit. Bosch hat einen Test für COVID-19 auf den Markt gebracht, der das Ergebnis am „Point-of-Care in weniger als 2,5 Stunden“ verspricht. Bei früheren Tests musste eine Person, die auf das Coronavirus getestet wurde, ein oder zwei Tage warten, bis die Ergebnisse zurückkamen. Mit dem neuen Schnelltest kann diese Zeit drastisch verkürzt werden, wodurch ein unschätzbarer Vorsprung gewonnen wird und der Kampf der Welt gegen die Coronavirus-Pandemie unterstützt wird, da das Risiko einer unentdeckten Verbreitung des Virus deutlich verringert wird. Diese technische Lösung wurde in Zusammenarbeit mit dem nordirischen Medizingerätehersteller Randox Laboratories Ltd entwickelt.

Vivalytic, der neue Test, verwendet eine molekulardiagnostische Plattform, die in die Testkassette integriert ist. Um einen Patienten zu testen, wird ihm ein Abstrich aus der Nase oder dem Rachen entnommen. Die Probe wird in eine Kartusche gegeben, die die Reagenzien enthält, die das Gerät zur Durchführung des eigentlichen Tests benötigt. Einer der Hauptvorteile des Geräts besteht darin, dass für den Test kein Labor mit speziell geschultem medizinischem Personal erforderlich ist. Das gesamte Testverfahren wird vor Ort durchgeführt, so dass der Versand der Probe an ein Labor nicht mehr erforderlich ist. Die getesteten Patienten können zudem mit einem schnellen Ergebnis mit mehr als 95 Prozent Genauigkeit rechnen, das nicht nur das neuartige Coronavirus, sondern auch neun weitere Atemwegserkrankungen wie Influenza A und B abdeckt. „Die Differentialdiagnose erspart dem Arzt zudem Zeit für weitere Untersuchungen, liefert ihm schnell eine fundierte Diagnose und ermöglicht es ihm, schneller eine geeignete Therapie einzuleiten“, erklärt Marc Meier, Geschäftsführer von Bosch Healthcare Solutions. Bosch erwartet, dass die Tests in Deutschland bereits im April verfügbar sein werden; Testkits werden auch Kunden zur Verfügung stehen, die gegen die Verbreitung von COVID-19 in anderen Ländern kämpfen.

 

Die dem Test zugrunde liegende Technologie wurde in einem EU-Projekt des ENIAC- EU-Konsortiums entwickelt. An dem CAJAL4EU-Projekt waren 25 Partner mit unterschiedlichem Hintergrund (Industrie und Wissenschaft) aus acht europäischen Ländern beteiligt. Ihr gemeinsames Ziel war es, Technologien und Komponenten für ein Lab-on-Chip-System mit elektrischen Detektionsfähigkeiten zu entwickeln, insbesondere eine mikrofluidisch integrierte Biosensorplattform mit einem amperometrischen Detektionschip und den erforderlichen Softwaretreibern, um die Früherkennung von Krankenhauspathogenen zu ermöglichen. Die entwickelten Komponenten wurden in eine komplexe technologische Lösung integriert und in Demonstratoren getestet, um die Qualität der Integration, die Kosteneffizienz und die Möglichkeiten für biologische Anwendungen nachzuweisen. Der Beitrag des Fraunhofer IZM bestand in der Chipintegration sowohl für elektronische, funktionalisierte als auch passiv-funktionalisierte (nachträgliche Fluoreszenzdetektion) Chipkomponenten. Als Anwendungsfall wurde der Nachweis von Krankheitserregern bei Infektionen im Blutkreislauf gewählt, da die schnelle und effektive Identifizierung von Infektionen im Blut des Patienten für eine frühzeitige gezielte Behandlung unerlässlich ist. Leider liegen die Ergebnisse eines 20 ml-Bluttests (dem derzeitigen Goldstandard für Blutkreislaufinfektionen) in der Regel erst nach ein bis sechs Tagen vor. Eine Analyse mittels Genotypisierung mit der Lab-on-Chip-Technologie kann die Menge der benötigten biologischen Proben drastisch reduzieren und die Analyse beschleunigen. Im ursprünglichen Projekt wurde die Streptokokken-Pneumonie aufgrund ihrer klinischen Bedeutung bei Blutkreislaufinfektionen als Zielinfektion gewählt. Die im Rahmen des Projekts entwickelte Technologie wurde sorgfältig auf ihre Leistungsfähigkeit und die Qualität der Genotypisierungsanalyse geprüft. Vom Design und vom Zufall überzeugt, hatte Bosch in der Folge das Technologiekonzept als Grundlage für seine Testplattform und nun für den neuen, schnell wirkenden COVID-19-Test gewählt.

Das gemeinsame Projekt CAJAL4EU wurde in enger Zusammenarbeit mit Endanwendern und der Medizintechnikbranche realisiert, um einen wichtigen Beitrag zur Gesellschaft und Wirtschaft Europas zu leisten. Die Ergebnisse dieser Forschung versprechen mehr als nützlich für andere Hersteller von in-vitro-diagnostischen Tests zu sein, die versuchen, zuverlässige, benutzerfreundliche und kostengünstige Tests in Multi-Parameter-Anwendungen anzubieten.

 

Autor
Erik Jung
Fraunhofer IZM
Phone +49 30 46403-230


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