Als Ulrich Rant vor gut 13 Jahren seine Doktorarbeit begann, hatte er eine Aufgabe abbekommen, die – vorsichtig ausgedrückt – „sehr kreativ gefasst war“, erzählt der Physiker heute. Sein Professor, ein Fachmann für experimentelle Halbleiterphysik an der Technischen Universität München, hatte einfach gesagt: „Wir machen mal was mit dem Erbgutmolekül DNA auf Gold und schauen, wie wir das manipulieren können.“ Dass dabei eines Tages etwas sehr Praktisches herauskommen würde, war mehr als unwahrscheinlich.
Aus der vagen und eher grundsätzlichen Frage wurde aber schnell ein Projekt, das die Analyse von Biomolekülen dramatisch verbessert und beschleunigt – und ein Produkt – ein Biochip, den Rants Firma Dynamic Biosensors seit 2014 unter dem Namen Switch-Sense vermarktet.
Mit diesem neuen Analysewerkzeug erringt die Firma den Sieg in der Kategorie Start-up, was der Juror und Vorstandsvorsitzende des Essener Mischkonzerns Evonik, Klaus Engel, so begründet: „Der jungen Firma ist es gelungen, Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in ein sehr praktisches Testsystem zu verwandeln, das weit über die Pharmaforschung hinaus eingesetzt werden kann.“
Rant schaffte es während der Doktorarbeit bald, die DNA-Moleküle auf der Goldunterlage, dem Biochip, zu befestigen und sie mit Stromstößen in Bewegung zu versetzen. Je nachdem, ob er negative oder positive Ladung anlegte, bewegten sich die von einer Flüssigkeit umspülten freien Enden der fadenförmigen Erbmoleküle von der Goldplatte weg oder zu ihr hin.
Und das Auf und Ab wirkt so, als würden die Moleküle Sit-ups auf einer goldenen Turnmatte vollführen. Diese Bewegung konnte Rant ganz genau mithilfe eines Farbstoffes am Ende der DNA messen. Anschließend befestigte der inzwischen promovierte Physiker dort noch zusätzlich Fängermoleküle. Die schnappen sich vom neuen Medikamentenwirkstoff bis zum Umweltgift ganz spezifisch Verbindungen, die in einer Lösung herumschwimmen. Pharmaforscher können so etwa schnell herausfinden, ob ein mögliches neues Arzneimittel sein Ziel im Körper finden wird.
Dockt ein Molekül an, kann der Erbgutfaden seine Sit-ups nicht mehr so schnell machen wie zuvor, das Auf- und Abschwingen des kleinen Molekülhebels wird gebremst. Und aus dieser Veränderung im Tempo können die Forscher sehr genau Größe und Gewicht des eingefangenen Moleküls ermitteln.
Damit war ein neues und schnelles Testsystem geboren. Rant erkannte das Potenzial des Konzeptes und gründete 2012 Dynamic Biosensors mit drei Forscherkollegen sowie einem Mediziner mit Managementerfahrung, dem heutigen Finanzchef Dirk Scholl. Die inzwischen 25 Mitarbeiter starke Firma ist gerade in die Biotech-Hochburg Martinsried bei München umgezogen.
Schon im ersten Jahr verkaufte das Startup vier seiner 300.000 Euro teuren Analysegeräte. „Damit hatten wir gar nicht gerechnet“, freuen sich Rant und Scholl. Der Grund liegt offenbar im enormen Tempo und der Genauigkeit des Systems, was sowohl Universitäts- als auch Pharmaforscher schätzen. Scholl sagt: „Switch-Sense kann Kosten und Zeitaufwand um bis zu 90 Prozent senken.“ Als Nächstes will er das System in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik vermarkten.
