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30.04.2015

09:33 Uhr

Europäischer Erfinderpreis

Geht's nicht auch ein bisschen kleiner?

VonKristin Hüttmann

Mit seinem Lab-on-a-Chip revolutionierte Andreas Manz die medizinische Analyse. Von den Biochips erhoffen sich Ärzte Hilfe bei der Bekämpfung von Krebs und anderen Erkrankungen – und Unternehmen ein Milliardengeschäft.

Andreas Manz gilt als intellektueller Vater der Lab-on-a-Chip Technik.

Ein ganzes Labor auf einem Chip

Andreas Manz gilt als intellektueller Vater der Lab-on-a-Chip Technik.

BerlinEs war ein Unfall, der seine Karriere ankurbelte. 1986, nach einem Großfeuer im Basler Chemie-Unternehmen Sandoz, schwemmte Löschwasser mindestens 20 Tonnen Gift in den Rhein,  zehntausende Fische starben. Andreas Manz arbeitete damals in direkter Nachbarschaft zu Sandoz bei Ciba-Geigy, dem heutigen Novartis. Der junge Chemiker bekommt Forschungsgelder und den Auftrag, ein System zu entwickeln, das dabei hilft, Wasserproben sehr viel schneller zu analysieren – ohne ein Labor.

Ansätze dafür gab es schon vorher, aber Manz ist der Erste, dem es tatsächlich gelingt, die Funktionen eines ganzen Labors auf einen Chip zu bannen – er entwickelt das erste miniaturisierte Gesamtanalysesystem (TAS). Eine Methode, die heute weltweit als Lab-on-a-chip-Technik bekannt ist.

Es ist kein Zufall, dass Manz beauftragt wurde. Seine Faszination für den kleinen Maßstab war kein Geheimnis, bereits als Doktorand baute er an der ETH Zürich Sensoren. Und schon viel früher entdeckte der Schweizer in der Natur ein Vorbild für seine Arbeit: „Als kleiner Junge war ich begeisterter Insektensammler“, erzählt er. Die Tiere faszinieren ihn bis heute: „In einem Käfer von einem Millimeter ist alles drin: eine voll funktionsfähige Chemie, Energieversorgung und die ganze Sensorik.“

Er spricht schnell, fährt sich unentwegt mit seiner Hand über die haarlose Stirn  und zwinkert immer wieder mit den Augen – dieser Mann steht unter Strom. Der Leiter der Arbeitsgruppe für Mikrofluidik am Korea Institute of Science and Technology (KIST) in Saarbrücken und Professor für Mikrofluidik an der Universität des Saarlandes hat wenig gemein mit einem Wissenschaftler, der auf ein langes Forscherleben zurückblickt und Studenten lustige Anekdoten aus seiner Vergangenheit erzählt. Der energiegeladene Mann vermittelt eher den Eindruck eines 40-Jährigen, der morgen sein nächstes Start-Up gründen will.

Jetzt ist Andreas Manz für den Europäischen Erfinderpreis 2015 nominiert, in der Kategorie Lebenswerk. Das Europäische Patentamt nennt ihn „den intellektuellen Vater“ der Lab-on-a-Chip Technik. Er selbst ist bescheidener und sieht sich eher als Impulsgeber. „Meine Erfindung war der Anstoß“, sagt er.

Lab-on-a-Chip ist zum Schlagwort geworden für Mikrochips mit integrierten Pumpen, Ventilen und Kanälen, die Forscher für medizinische, biologische und chemische Analysen nutzen. Die Technik findet sich heute unsichtbar in vielen Dingen, in Laborinstrumenten ebenso wie in Geräten des täglichen Gebrauchs. Sie steckt in Schwangerschaftstests und Blutzuckermessgeräten, eine moderne Version ist das DNA-Labor auf einem USB-Stick, mit dem sich innerhalb von Minuten die DNA eines Menschen entziffern lässt.

„Lab-on-a-Chip heißt: ich nehme ein existierendes Labor, wo Leute herumrennen und alles zwei Tage dauert – und packe das alles auf einen Chip“, erläutert Manz. Statt aufwändiger Apparaturen sind auf dem Chip winzige Kanäle, von der Dicke eines menschlichen Haares. Aber auch Pumpen, Ventile und Messkammern – alles im Miniaturformat. Wird beispielsweise für eine Blutanalyse ein Tropfen Blut auf die Vertiefung des Chips gegeben, läuft es durch die Kanäle vorbei an chemischen Sensoren, die die Konzentration der Komponenten im Blut analysieren. Die Sensoren übersetzen diese wiederum in elektrische Signale. Und geben Medizinern Hinweise auf Krankheiten oder genetische Vorbelastungen.

Der Vorteil: Alles ist nicht nur viel kleiner und handlicher – es geht vor allem sehr viel schneller. „Angenommen ich hab hier so ein Gefäß“, erklärt Manz und schnappt sich zur Verdeutlichung einen Kaffeesahnebecher von seinem Schreibtisch. „Wenn ich hier in diesem Sahnedings eine chemische Reaktion ablaufen lasse, und dann mache ich das Gefäß in Lange, Breite, Tiefe zehnmal kleiner – dann läuft das hundertmal schneller ab.“ Die Fachleute nennen das Skalierungsgesetz.

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