Amplifikationsfreie molekulare Diagnostik für den Multiplex-Echtzeit-Nachweis mit Hilfe von CRISPR-vermitteltem SERS

• Antragsteller: Namhyun Choi, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 550274647

Die bahnbrechende Entdeckung der CRISPR/Cas-Technologie hat in vielen Bereichen der Biomedizin aufgrund ihres immensen Potenzials große Aufmerksamkeit erregt. Auch in der molekularen Diagnostik wurden sie bereits zum Nachweis von Ziel-DNA/RNA angewendet. Derzeit limitieren allerdings zeitaufwändige Voramplifikationsschritte den breiten Einsatz dieser Technologie, insbesondere für lebensbedrohliche Krankheiten mit rapidem Verlauf. Ziel dieses Projektes ist die Etablierung einer amplifikationsfreien Analytik-Plattform für den schnellen und hochempfindlichen simultanen Nachweis mehrerer Ziel-Nukleinsäuren für eine umfassende Diagnostik. Dieses Ziel kann mit der oberflächenverstärkten Raman-Streuung (SERS) als optische Auslesemethode erreicht werden. Die Etablierung eines Multiplex-Echtzeit-Nachweises mehrerer Nukleinsäuren mit Hilfe von CRISPR-vermitteltem SERS (SERS-CRISPR) erfordert einen multidisziplinären Ansatz, der folgende Gebiete umfasst: Kolloidchemie (uniforme, photostabile und signalstarke SERS-Nanopartikel), analytische Chemie (optische Spektroskopie), biophysikalische Chemie (Enzymkinetik) und Ingenieurwissenschaften (Modulentwicklung und Systemintegration). Die anvisierte SERS-CRISPR-Plattform zur molekularen Diagnostik soll in der Lage sein, in Echtzeit einen Satz von mehreren Nukleinsäuren in weniger als nur 20 Minuten mit attomolarer Empfindlichkeit (PCR-Äquivalent) nachzuweisen. Dies ist die Grundlage für die nächste Generation einer leistungsstarken, hochspezifischen Vor-Ort-Diagnostik.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen