DNA-Chips, Bio-Chips, Microarrays  

Das Grundelement eines DNA-Chips besteht aus einem Glasträger, wie sie in der Mikroskopie verwendet werden. Diese werden meist zugekauft, da sie vor Gebrauch chemisch mit freistehenden Aldehydgruppen versehen werden müssen. Sie können aber auch selbst produziert werden.

Auf diese „Träger“ werden von einem Roboter kurze DNA-Stücke (Oligonukleotide) wie mit einem Tintenstrahldrucker aufgebracht.

Dieser muss hoch präzise und sauber arbeiten. Für jeden Spot werden 0,6 nl (Milliardstel Liter) der Oligonukleotid-Lösung verwendet. Nach jedem Durchgang findet eine gründliche Selbstreinigung der Nadeln (Spülung, Ultraschall) statt, um keine Verunreinigungen zu verschleppen.

An einem Ende der Oligonukleotide befindet sich eine Aminogruppe (NH2). Diese verbindet sich mit einer chemischen Reaktion am Aldehyd dauerhaft auf dem Glas.
Diese so genannten Spots haben einen Durchmesser von 100µm (0,1mm). Aufgrund dieser geringen Menge und des kleinen Abstandes zwischen den einzelnen Punkten (0,3mm) haben auf einem Glasträger bis zu 30.000 Spots Platz. Diese werden auch als Sonden bezeichnet und dienen als spätere Andockstellen für die Proben-DNA.
Die unbenützte Fläche des Trägers muss abschließend „gesperrt“ werden. Das geschieht durch eine Behandlung mit einer speziellen Blocking-Solution, die bereits im fertigen Kit von Seibersdorf research enthalten ist.
Aus den zu untersuchenden Bakterien wird mittels entsprechender Standard-Aufreinigungsmethoden DNA gewonnen. Mit Hilfe von PCR werden anschließend spezifische Targetgene vermehrt, mit einer Fluoreszenz gekoppelt, auf die Träger aufgetragen und zur Hybridisierung inkubiert. Durch mehrere Waschungen entfernt man ungebundene DNA.
Ein spezieller Scanner bestrahlt die Chips mit Licht einer passenden Wellenlänge, das die Fluoreszenz zum Leuchten bringt. Das daraus resultierende Ergebnis wird anschließend ausgewertet: Leuchten die entsprechenden Spots ist das Ergebnis positiv.

Mit diesen Chips können Bakterien schnell identifiziert und eventuelle Antibiotika- Resistenzen nachgewiesen werden.