Quantifizierung fragmentierter DNA in Biomaterialien

AUFGABENSTELLUNG

Die verlässliche Qualitätskontrolle dezellularisierter Biomaterialien erfordert den Nachweis von Rest-DNA unterhalb eines strengen Grenzwerts von 50 ng/mg. Gängige Standardverfahren scheitern jedoch an der Probenrealität:
Klassische Absorptionsmethoden (UV/Vis-Spektroskopie): Sie besitzen eine zu geringe Sensitivität und werden massiv durch Verunreinigungen (z. B. Proteine, RNA oder Prozessierungschemikalien) gestört, was zu falsch-hohen Messergebnissen führt.
Fluoreszenzmethoden (Fluorometrie): Farbstoffbasierte Systeme reagieren empfindlich auf wechselnde Salzkonzentrationen und unterschätzen stark fragmentierte DNA-Abschnitte oft dramatisch, da die Farbstoffe eine Mindest-Stranglänge zur Bindung benötigen.
HPLC & Real-Time-PCR: HPLC-Methoden sind zu unempfindlich (Nachweisgrenze 200 ng), während der PCR die zwingend erforderliche interne Normierung fehlt (Genomische DNA ≠ fragmentierte DNA).

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Das Projektziel ist die Entwicklung eines massenspektrometriebasierten Assays zur absoluten, störungsfreien Quantifizierung fragmentierter DNA in extrazellulären Matrices (EZM), um den regulatorischen Grenzwert (< 50 ng/mg) sicher nachzuweisen.
Unsere Arbeitshypothese lautet: Mittels hochsensitiver Ionen-Desorptions-Massenspektrometrie (ID-MS) und optimierter saurer Hydrolyse lässt sich DNA quantitativ in ihre Einzelbausteine (Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin) zerlegen. Unabhängig von Matrixeffekten oder dem Fragmentierungsgrad kann aus der exakt gemessenen Basenmenge die real enthaltene Gesamt-DNA-Menge mathematisch präzise berechnet werden.

NUTZEN | AUSBLICK

Das neue Verfahren schließt die methodische Lücke zwischen Probenrealität und bestehender Analytik. Der Nutzen auf einen Blick:
Technologietransfer: Die ID-MS-Methodik wird auf klassische Absorptionsmessungen übertragen, was eine kostengünstige Routineanalytik in KMU-Laboren ermöglicht.
Effiziente Qualitätskontrolle: Das Verfahren lässt sich direkt in die Produktion kollagenbasierter Medizinprodukte integrieren.
Neue Dienstleistungen: Es ermöglicht die präzise Charakterisierung stark prozessierter Materialien für Industrie, Forschung und Behörden.