Molekularlabor

Dieses S1-Molekularlabor bietet eine hochmoderne Plattform für gentechnische Untersuchungen und molekularbiologische Forschung. Von der Next-Generation-Sequenzierung (NGS) über präzise Proteinanalysen bis hin zur Einzelzell-Extraktion kombinieren wir modernste Technologien mit höchster biologischer Sicherheit. Wir ermöglichen Forschenden und Studierenden tiefe Einblicke in die genetischen Grundlagen natürlicher Systeme.

DNA-Sequenzierung

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Das Illumina MiniSeq ist ein Tischgerät für die Next-Generation-Sequenzierung (NGS), das zur Bestimmung der Nukleotidsequenz von DNA- oder RNA-Bibliotheken verwendet wird. Es arbeitet mit der Sequenzierung durch Synthese (SBS) von Illumina, bei der fluoreszenzmarkierte Nukleotide einzeln eingebaut und optisch detektiert werden. Das System führt die Clusterbildung direkt auf einer Durchflusszelle durch und unterstützt die Paired-End-Sequenzierung (z. B. 2 × 150 bp). Es wird in der Regel für gezielte Genpanels, die Sequenzierung kleiner Genome, die Amplikon-Sequenzierung und die Sequenzierung kleiner RNAs verwendet, wobei die Leistung für Projekte mit geringem bis mittlerem Durchsatz geeignet ist.

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Der Agilent 2100 Bioanalyzer ist ein mikrofluidbasiertes automatisiertes Elektrophorese-Gerät, das zur Qualitätskontrolle von DNA, RNA und Proteinen eingesetzt wird. Es verwendet Einwegchips mit Mikrokanälen, in denen die elektrophoretische Trennung mit minimaler Probenmenge (in der Regel 1 µl) erfolgt. Für die RNA-Analyse generiert es einen RNA-Integritätswert (RIN), um den Abbau der Probe zu bewerten, was vor der RNA-Sequenzierung von entscheidender Bedeutung ist. Es liefert außerdem präzise Fragmentgrößen und Konzentrationsschätzungen für NGS-Bibliotheken und zeigt die Ergebnisse als Elektropherogramme und virtuelle Gelbilder an.

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Das NanoDrop 1000 ist ein Mikrovolumen-UV-Vis-Spektralphotometer zur schnellen Quantifizierung von Nukleinsäuren und Proteinen. Es misst die Absorption bei bestimmten Wellenlängen (z. B. 260 nm für Nukleinsäuren, 280 nm für Proteine) mit nur 1–2 µl Probe ohne Küvetten. Es berechnet die Konzentration und liefert Reinheitsverhältnisse wie A260/A280 und A260/A230, um Verunreinigungen (z. B. Proteine, Phenol, Salze) zu erkennen. Es wird häufig unmittelbar nach der Nukleinsäureextraktion eingesetzt, um die Ausbeute und Reinheit vor nachgeschalteten Anwendungen schnell zu beurteilen.

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Das Qubit 2.0 Fluorometer quantifiziert DNA, RNA und Proteine mithilfe von Fluoreszenzfarbstoffen, die selektiv an bestimmte Molekültypen binden. Im Gegensatz zu absorbanzbasierten Methoden erkennt es keine freien Nukleotide oder Verunreinigungen, wodurch es für Proben mit geringer Konzentration oder Verunreinigungen genauer ist. Das System erfordert die Vorbereitung von Farbstoff-Arbeitslösungen und Standards für die Kalibrierung. Dies ist besonders wichtig für die Quantifizierung von Bibliotheken der nächsten Generation, bei denen eine präzise DNA-Konzentration für eine optimale Clusterdichte entscheidend ist.

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Herkömmliche PCR-Geräte (Thermocycler) amplifizieren bestimmte DNA-Fragmente durch zyklische Temperaturprofile. Eine Gradientenfunktion ermöglicht die gleichzeitige Prüfung mehrerer Annealing-Temperaturen über den gesamten Block hinweg, um die Primerspezifität und -effizienz zu optimieren. Echtzeit-PCR-Geräte (qPCR) verfügen über Fluoreszenzdetektionssysteme, um die Amplifikation während jedes Zyklus mithilfe von Interkalationsfarbstoffen (z. B. SYBR Green) oder sequenzspezifischen Sonden zu überwachen. Dies ermöglicht die Quantifizierung der Genexpression, der Viruslast, der Kopienzahlvariation oder die Mutationserkennung in Echtzeit.

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Das Biometra-Agarose-Gelelektrophoresesystem trennt Nukleinsäuren anhand ihrer Größe, indem es ein elektrisches Feld über eine Agarosematrix anlegt. DNA-Fragmente wandern zur Anode, wobei kleinere Fragmente sich schneller durch die Gelporen bewegen. Nach der Elektrophorese wird die DNA unter UV-Beleuchtung mit Fluoreszenzfarbstoffen sichtbar gemacht und mit einem Gelbildgebungssystem dokumentiert. Es wird in der Regel verwendet, um PCR-Produkte zu verifizieren, Restriktionsverdauungen zu bestätigen und die DNA-Integrität vor dem Klonen oder Sequenzieren zu beurteilen.

Das isoelektrische Fokussierungssystem (IEF) von Bio-Rad trennt Proteine anhand ihres isoelektrischen Punkts (pI) innerhalb eines immobilisierten pH-Gradientenstreifens. Proteine wandern unter einem elektrischen Feld, bis sie den pH-Wert erreichen, bei dem ihre Nettoladung null ist. IEF wird häufig als erste Dimension in der zweidimensionalen Gelelektrophorese verwendet, gefolgt von SDS-PAGE zur Trennung nach Molekulargewicht. Dieser Ansatz ermöglicht eine hochauflösende Analyse von Proteinisoformen und posttranslationalen Modifikationen in Proteomikstudien.

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Der gentleMACS Dissociator ist ein automatisiertes mechanisches Gewebedissoziationssystem, das zur Erzeugung von Einzelzellsuspensionen aus festem Gewebe verwendet wird. Je nach Anwendung werden vorprogrammierte mechanische Disruptionsprotokolle in Kombination mit Enzymverdauung eingesetzt. Das geschlossene Röhrchensystem reduziert das Kontaminationsrisiko und verbessert die Reproduzierbarkeit zwischen den Proben. Es wird häufig vor der Durchflusszytometrie, der Einzelzellsequenzierung oder der Primärzellkultur eingesetzt.

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Der 10x Chromium Controller ermöglicht eine Single-Cell-Analyse mit hohem Durchsatz unter Verwendung von Mikrofluidik-Technologie. Er kapselt einzelne Zellen in Öltröpfchen ein, die jeweils mit Barcodes versehene Oligonukleotide enthalten. Auf diese Weise erhalten die RNA- oder Chromatinfragmente jeder Zelle während der Bibliotheksvorbereitung einen eindeutigen Barcode. Das System wird in erster Linie für die Single-Cell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) und räumliche Transkriptomik-Workflows verwendet.

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Eine sterile Werkbank bietet eine kontrollierte, partikelfreie Umgebung für den Umgang mit empfindlichen biologischen Materialien. HEPA-gefilterte Luft strömt in einem laminaren (unidirektionalen) Muster, um eine Kontamination der Proben durch Luftpartikel zu verhindern. Sie wird häufig für Zellkulturen, die Vorbereitung steriler Medien und molekularbiologische Arbeitsabläufe verwendet. Sie kann die Probe, den Benutzer und die Umgebung schützen.