Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse IZI-BB
Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse IZI-BB

Effiziente Probennahme: Schlüssel zur präzisen Diagnostik

Während wir mit modernen Analysegeräten immer kleinere Mengen analysieren können, bleibt ein entscheidender Schritt meist unerwähnt: eine effiziente Probennahme und Probenvorbereitung. Ohne sie ist eine Präzision der Bioanalytik unmöglich. Diese ersten Schritte sind die unsichtbaren Helden, die die Zuverlässigkeit der anschließenden Analyse gewährleisten.

© Fraunhofer IZI-BB
Probennahme und Diagnose in einem Schritt. Die Beschichtung des Maskenvlieses reichert Mikroorganismen spezifisch an und vereinfacht so den Nachweis von Krankheiten.

In der Praxis wird die Probenentnahme oft von der eigentlichen Testentwicklung getrennt betrachtet. Die Verfahren und Geräte werden mit verarbeiteten klinischen Standardproben validiert. Beprobungen in der realen, oft komplexeren Umgebung führen dann nicht selten zu Diskrepanzen, sodass die bereits entwickelten Point-of-Care (POC) Tests weder ausreichend empfindlich noch spezifisch genug sind.

Unser Ziel ist es, molekulare Bioanalytik aus dem Labor direkt zum Patienten oder zum Ort der Probenahme zu bringen. Dafür suchen wir nach Lösungen, die die Probe in möglichst nur einem Schritt so vorbereiten, dass das Zielsubstrat effektiv nachgewiesen werden kann. Die Vorbereitungsschritte umfassen die Reinigung, Vorkonzentration sowie die parallele Entfernung störender Verbindungen. Auch die Konservierung der Proben, um den Abbau des Zielsubstrates zu verhindern, ist ein wichtiger Bestandteil.

Qualität und Handling einer Probe entscheiden über die Aussagekraft eines analytischen Tests.

Probennahme als Teil der Mission des Fraunhofer ZDD®

Das Projekt zur Probennahme und Probenvorbereitung ist integriert in das Fraunhofer-Zentrum für Digitale Diagnostik ZDD® und bildet das erste und entscheidende Glied im gesamten analytischen Prozess. Dies gilt sowohl im Stadium einer chronischen Erkrankung, bei akuten Erkrankungen als auch zur Prävention von Krankheiten.

Die Probennahme und Probenvorbereitung spielt dabei eine wichtige Rolle in der Gesundheitsversorgung der ländlichen Bevölkerung in Brandenburg. Durch gezielte Probennahme können frühzeitig relevante Gesundheitsdaten erhoben werden, die es ermöglichen, Erkrankungen in einem frühen Stadium zu erkennen und entsprechend zu behandeln. Dies ist besonders in ländlichen Gebieten wichtig, in der der Zugang zu medizinischen Einrichtungen oft eingeschränkt ist und die Wege zu Fachärztinnen lang sind.

Eine gut durchgeführte Probenvorbereitung stellt sicher, dass die Proben in optimalem Zustand ins Labor gelangen und dort zuverlässige Ergebnisse liefern. Dies trägt zur Qualität der Diagnostik bei und ermöglicht präzise Behandlungsentscheidungen. In der Zukunft könnte dies für die ländliche Bevölkerung in Brandenburg eine verbesserte Gesundheitsversorgung durch schnellere und genauere Diagnosen bringen, wodurch auch präventive Maßnahmen effizienter umgesetzt werden können.

Zudem erleichtert die Probennahme vor Ort die Arbeit der mobilen Pflegedienste und Hausärzte, die oft die erste Anlaufstelle für die Menschen in ländlichen Regionen sind. Durch eine strukturierte Probenvorbereitung können diese Gesundheitsdienstleister ihre Ressourcen besser nutzen und ihre Patienten umfassender betreuen. Dadurch wird auch die Nachverfolgbarkeit von Gesundheitsdaten verbessert, was zu einer nachhaltigeren Gesundheitsversorgung beiträgt.

Auf der anderen Seite bietet die Vor-Ort-Diagnostik mehr Möglichkeiten im Bereich Lifestyle-Medizin. Sie erlaubt es den Patienten, sich selbst Zuhause zu testen, was präventiv wirkt und somit die Belastung der medizinischen Versorgung in den Praxen reduziert.

Die Hauptziele des Projekts zur Probennahme und Probenvorbereitung in der Gesundheitsversorgung umfassen

  • die Verbesserung der Qualität der Diagnostik durch adäquate, dezentrale und präzise Probennahmen,
  • die Förderung der Präventivmedizin durch Heimtests,
  • die Entlastung des Gesundheitssystems durch reduzierte Arztbesuche und
  • die Steigerung der Gesundheitskompetenz der Bevölkerung.

Gegenüber der aktuellen, üblichen Handhabung bietet unser Ansatz mehrere Vorteile. Dazu gehören Zeit- und Kostenersparnis durch  schnellere vor-Ort-Diagnosen und ein früher Behandlungsbeginn, erhöhte Zugänglichkeit, insbesondere in ländlichen Gebieten, und die Reduzierung des Infektionsrisikos in medizinischen Einrichtungen.

Unsere Lösung spricht verschiedene industrielle Zielgruppen an. Diagnostikgeräte-Hersteller profitieren von der steigenden Nachfrage nach Anwendungen im privaten Umfeld der Patient:innen, pharmazeutische Unternehmen von präzisen Diagnosen, die die Behandlung verbessern, und Telemedizin-Anbietern, die ihre digitalen Gesundheitslösungen erweitern können.