Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften ISAS - e.V.

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MEDICA 2016 Hallenplan (Halle 3): Stand C80

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MEDICA 2016 Geländeplan: Halle 3

Unser Angebot

Produktkategorien

  • 07  Medizinische Dienstleistungen und Verlagserzeugnisse
  • 07.01  Analysen und Gutachten

Unsere Produkte

Produktkategorie: Analysen und Gutachten

Diagnostische Verfahren

Die Arbeiten im Schwerpunkt Diagnostische Verfahren konzentrieren sich darauf, Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung für die Entwicklung klinisch relevanter Anwendungen zu nutzen. Ein Fokus der Arbeiten liegt dabei auf der Suche nach krankheits­spezifischen Biomarkern, die zum Beispiel Hinweise auf die Aggressivität bestimmter Tumorformen liefern oder die Erforschung neuro­degenerativer Erkrankungen wie Alzheimer voranbringen können.

Außerdem arbeiten die Forscher auch daran, spezielle Verfahren zu entwickeln und zu optimieren, mit denen sich solche Biomarker identifizieren lassen. Dazu gehört zum Beispiel die zuverlässige Analyse von konservierten Gewebeproben aus der Pathologie: Solche Proben­sammlungen reichen oft viele Jahrzehnte in die Vergangenheit und könnten helfen, ein umfassendes Bild über verschiedene Krankheits­verläufe und deren Zusammenhang mit genetischen Faktoren und Umwelteinflüssen zu gewinnen.

Eine wichtige Rolle in diesem Zusammenhang spielt zudem die Implementierung von Richtlinien zur Qualitätssicherung der Arbeiten – nur so kann der spätere Schritt hin zur diagnostischen Nutzung der Methoden gelingen.

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Produktkategorie: Analysen und Gutachten

Systemanalyse

Die Kommunikation in biologischen Systemen wie Zellen oder Geweben ist komplex und vielfältig: Um die Prozesse zu verstehen und abzubilden, müssen Wissenschaftler möglichst viele Komponenten dieser Systeme messen können. Deshalb konzentrieren sich die Arbeiten im Schwerpunkt Systemanalyse darauf, neue Untersuchungs- und Messkonzepte für solche komplexen Analysen zu entwickeln. 

Besonders die schwierige biologische Matrix stellt eine Herausforderung dar: Verschiedene Komponenten wie Eiweiße, Kohlenhydrate und Fette liegen in unter­schied­lichen Konzentrationen vor, die je nach Zelltyp stark schwanken können. Zum Beispiel treten manche Proteine mit mehreren Millionen Kopien pro Zelle auf, während andere nur zehn Kopien aufweisen. Es gibt auch Zellkomponenten, die noch seltener vorkommen oder nur sehr kurzlebig sind; gerade solche Komponenten spielen jedoch oft eine wichtige Rolle in biologischen Systemen, weil sie Teil des Signal­netzwerkes sind. Daher ist neben der rein qualitativen vor allem auch die quantitative Beschreibung biologischer Systeme von großer Bedeutung. 

Außerdem gibt es für viele Spurenkomponenten derzeit keine zufrieden­stellenden analytischen Verfahren, um sie in komplexen belebten Netzwerken aufzuspüren und zu analysieren. Für Proteine existiert bereits eine Reihe verschiedener Algorithmen zur Interpretation und kritischen Bewertung der Daten, doch für Metabolite und Fette sind die Strategien für die Datenanalyse noch nicht so ausgereift. 

Zusätzlich entwickeln die Forscher in diesem Themen­schwerpunkt miniaturisierte Untersuchungs­systeme. Solche Verfahren und Instrumente ermöglichen einen hohen Probendurchsatz bei reduzierten Kosten, da sie weniger Probenmaterial verbrauchen. Sie sind deshalb eine ideale Ergänzung zu Hochdurchsatz-Methoden in der Bioanalytik. Zudem ermöglichen Mikrosysteme eine ausgezeichnete räumliche und zeitliche Kontrolle von Prozessen auf engstem Raum – ganz ähnlich wie in einer Zelle.

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Produktkategorie: Analysen und Gutachten

Transfer & Service

Mit unseren Forschungsergebnissen und neuartigen analytischen Verfahren möchten wir auch Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft bei der Lösung wissenschaftlicher und technischer Herausforderungen, insbesondere in der Gesundheitsforschung und ‑wirtschaft, unterstützen und sie als spezialisierte Anwender und Experten aus der Praxis für unsere interdisziplinären Forschungsvorhaben gewinnen. Allerdings ist der Anwendungsbereich unserer Technologien nicht auf die Gesundheitsforschung begrenzt: Mit unserer umfangreichen methodischen Expertise und unserer hervorragenden technischen Ausstattung zeichnen wir uns auch als Ansprechpartner für die Analytik in anderen Anwendungsbereichen aus.

Die Transfer- und Serviceangebote des ISAS reichen von Beratungsaktivitäten für Forscherinnen und Forscher in anderen Wissenschaftseinrichtungen, für Verbände und Politik über die Verbundforschung mit Unternehmen und die Auftragsforschung bis hin zu einzelnen Messungen und der Bereitstellung analytischer Standards. Patentgeschützte Innovationen stellt das Institut zur Lizensierung bereit.

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Produktkategorie: Analysen und Gutachten

Biohybrid-Grenzflächen

Grenzflächen sind auch in den Biowissenschaften von großem Interesse: zum Beispiel bei der Erforschung von Zellmembranen, die Signale weiterleiten und Moleküle transportieren, oder bei Implantaten, deren Oberflächen nicht vom Körper abgestoßen werden dürfen. Hybrid-Grenzflächen aus Biomolekülen und anorganischen Materialien haben somit eine hohe wissenschaftliche Relevanz und ein enormes innovatives Potential. Das ISAS interessiert sich in diesem Zusammenhang vor allem für die Verwendung von Biomolekülen als Nanoschalter für Signaltransduktion, Biokatalyse oder Biosensorik. 

Um solche Systeme zu untersuchen und zu verstehen, ist es notwendig, Methoden zu entwickeln, die eine differenzierte Analyse der Struktur und der Wechsel­wirkungen zwischen den verschiedenen Materialien ermöglichen. Wichtig ist dabei zum einen, dass die Probe nicht zerstört wird und somit auch nach einer Untersuchung noch für weitere Analysen zur Verfügung steht, und zum anderen, dass sie in ihrer natürlichen Umgebung untersucht werden kann. 

Ideal geeignet für solche Zwecke sind Analysemethoden aus dem Bereich der optischen Spektroskopie. Sie liefern Informationen über die Zusammensetzung, die Struktur und die elektrischen Eigenschaften einer Grenzfläche und ermöglichen orts- und zeitaufgelöste Messungen. Um eine detaillierte Analyse zu gewährleisten, ergänzen die Forscher des ISAS die optische Spektroskopie mit weiteren Untersuchungs­methoden, zum Beispiel der Normaldruck-Photoelektronen­spektroskopie (NAP-XPS) und -Rasterelektronenmikroskopie (NAP-REM) sowie der Raster­sonden­mikroskopie. Dieser Multimethoden-Ansatz ermöglicht es, auch komplexe Grenzflächen detailliert und zuverlässig zu analysieren.

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Produktkategorie: Analysen und Gutachten

Biomolekulare Sensorik

Funktionalisierte Oberflächen ermöglichen vielfältige Anwendungen in der Biomedizin. Man benötigt sie zum Beispiel für den Bau von Biosensoren, in denen anorganische und organische Komponenten direkten Kontakt haben. Sie können gezielt und schnell bestimmte Stoffe in einer Probe „erkennen“. 

Eine anorganische Oberfläche kann mit Biomolekülen, wie zum Beispiel Enzymen oder Alkoholen, beschichtet werden. Und da vor allem Enzyme hochspezifisch sind und nur mit ausgewählten Stoffen reagieren, eignet sich dieses Verfahren gut zum Nachweis bestimmter Stoffe. Diese Technik ist auch im Alltag gebräuchlich, zum Beispiel bei Blutzucker­messstreifen für Diabetiker.

Trotz des Potentials dieser Technik befindet sich ihre Entwicklung aber erst am Anfang. Um gute Sensoren dieser Art entwickeln zu können, ist es wichtig, die Forschung an funktionalisierten Oberflächen zu verbessern. Dafür müssen neue Methoden entwickelt werden, die es ermöglichen, zum Beispiel Struktur, Funktionalität, Stabilität und die Wechselwirkung zwischen der Probe und dem umgebenden Medium de­tail­liert untersuchen zu können, ohne dass die Probe vorher zerstört werden muss. 

Ein alternativer Ansatz beruht auf der Oberflächen-Plasmonenresonanz (SPR). Das ist eine neue Methode zum Nachweis von einzelnen Viren oder anderen Nanopartikeln in ihrer natürlichen Umgebung, die am ISAS entwickelt wurde. Dabei zeigt sich jedes an der Sensorfläche gebundene Nanopartikel als heller Fleck auf der Aufnahme und kann unmittelbar beobachtet werden. Mittels dieser Technik können zum Beispiel Schnelltests auf bestimmte Viren oder Luft­untersuchungen auf Nanopartikel entwickelt werden. Außerdem könnten neue Methoden zur Untersuchung von Membran­transport­prozessen in Zellen hergeleitet werden.

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Über uns

Firmenporträt

Das ISAS leistet innovative Beiträge zur Lösung analytischer Herausforderungen in den modernen Material- und Lebenswissenschaften.

Das Spektrum der wissenschaftlichen Arbeiten reicht dabei von der Grundlagenforschung über die Entwicklung analytischer Verfahren, Techniken und Geräte bis hin zur Prototyp-Fertigung und zur Validierung und Erprobung der Ergebnisse. So können wir methodische Entwicklungen direkt zur Anwendung bringen.

Das Institut vereint Experten der verschiedensten Bereiche unter einem Dach: Physiker, Chemiker, Biologen und Ingenieure. Wir sind Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft, haben Standorte in Dortmund und Berlin und sind über gemeinsame Berufungen eng mit der Technischen Universität Dortmund, der Ruhr-Universität Bochum und der Technischen Universität Berlin verbunden.

Unsere Forschung ist auf die Schwerpunktgebiete "Materialforschung und optische Technologien" sowie "Biomedizinische Forschung und Technologien" ausgerichtet.

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