Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteine angeln

01.06.2004


Magnetische Nanostäbe aus Gold und Nickel für die Trennung von Biomolekülen



Stäbchen aus Nickel und Gold - das hört sich nach Modeschmuck an, aber dafür sind die Stäbchen, um die es hier geht, mit ihren etwa 330 Nanometern Durchmesser viel zu klein. Wofür haben Chad A. Mirkin und sein Team von der Northwestern University in Evanston (USA) sich dann die Mühe gemacht, Nickelstäbchen mit Goldenden herzustellen? Für die Biowissenschaften: Die magnetischen Nanostäbe sollen bei der Trennung von Biomolekülen helfen.



Edelmetalle sind dafür bekannt, Biomoleküle mit speziellen Atomgruppierungen spezifisch zu binden. Nickel etwa bindet die Aminosäure Histidin. Die Histidin-Markierung von Proteinen ist eine gängige Methode, um beispielsweise größere Mengen eines Proteins für eine Strukturaufklärung zu gewinnen: Das Gen, das für das gesuchte Protein codiert, wird in einen Mikroorganismus eingeschleust, der das Protein dann herstellt. Zuvor wurde das Gen jedoch so modifiziert, dass dem Protein ein Schwanz aus mehreren Histidin-Bausteinen angehängt wird. Über nickelhaltige Trennsäulen werden die Histidin-markierten Proteine anschließend aus der komplexen Matrix der sonstigen Zellinhaltsstoffe abgetrennt.

Das geht noch eleganter, dachten sich die Evanstoner Forscher - und zwar mit Nickelstrukturen en miniature. Ihre Wahl fiel auf Nanostäbchen, die sich relativ leicht durch die elektrochemische Abscheidung von Nickel in den Poren einer Aluminiumoxid-Membran herstellen lassen. Ebenfalls per Elektroabscheidung erhielten die Nickelstäbchen zwei Enden aus Gold. Diese Goldkappen dienen lediglich als Schutz für den Nickelstab, wenn nach der Elektroabscheidung die als Elektrode benötigte Silberschicht von der Membran weggeätzt wird.

Mit Histidin markierte Proteine binden genauso fest und spezifisch an den Nickelblock der Stäbchen wie an die Nickel-Trennsäulen, haben aber eine Reihe von Vorteilen: Die Stäbe wirken wie ein Gerüst, das eine sehr große Oberfläche für die biospezifischen Erkennungsvorgänge zur Verfügung stellt. Gleichzeitig verhalten sie sich aber wie ein Teil der Flüssigkeit, in der sie entsprechend gleichmäßig verteilt werden können und wesentlich besser für die Proteine zugänglich sind als ein Säulenmaterial. Da die Stäbchen magnetisch sind, können sie zudem durch einen Magneten an der Gefäßwand festgehalten und sehr einfach und effektiv von der Flüssigkeit abgetrennt werden. Eine spezielle Pufferlösung hebt später die Wechselwirkungen zwischen Nickel und Histidin auf und setzt die Proteine wieder frei.

Zusätzlich zum Nickelpart könnten die Schutzkappen aus Gold für eine Bindung von Biomolekülen genutzt werden und den Stäbchen eine weitere Funktionalität verleihen: Gold bindet spezifisch Moleküle, die reich an Thiolgruppen (-SH) sind.

Kontakt: Prof. C. A. Mirkin
Department of Chemistry and Institute for Nanotechnology
Northwestern University
2145 Sheridan Road
Evanston
IL 60208-3113
USA

Tel.: (+1) 847-491-2907
Fax: (+1) 847-467-5123
E-mail: camirkin@chem.northwestern.edu

Angew. Chem. 2004, 116 (23), 3110 - 3112

ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201/606 321
Fax: 06201/606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.org

Weitere Berichte zu: Biomolekül Histidin Nanostäbe Protein Stäbchen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie