Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektrochemische Detektion zur unkomplizierten Detektion von "Treffern" auf DNA-Chips

24.06.2004


Beim Einen wirkt das Medikament prima, beim Anderen gar nicht, ein Dritter leidet unter Nebenwirkungen - oft entscheiden winzige Unterschiede in einem oder mehreren Genen über die individuelle Reaktion auf eine Arznei. Feine Genvariationen sind es auch, die etwa Mikroorganismen Resistenzen gegenüber Antibiotika verleihen oder aus gesundem Gewebe einen Tumor machen. DNA-Chips helfen, solchen Zusammenhängen auf die Spur zu kommen und vielleicht auch bald, routinemäßig für jeden Patienten die passende Medikation zu finden. Deutsche Forscher haben nun eine hochsensitive elektrochemische Methode entwickelt, um solche Chip-Tests rasch und unkompliziert auszuwerten.

... mehr zu:
»DNA »DNA-Chip »Detektion »Elektrode

Ein DNA-Chip trägt eine große Zahl an einzelsträngigen DNA-Bruchstücken mit genspezifischen Nucleinsäuresequenzen. Diese DNA-Fragmente wirken wie Leimruten (Fänger), wenn das passende - gesuchte - DNA-Gegenstück (Target) in der aufgegebenen Probelösung vorhanden ist: Der komplementäre DNA-Strang aus der Probe dockt an und verbindet sich mit der Leimrute zu einer doppelsträngigen DNA-Helix ("Hybridisierung"). Aber welche der Leimruten sind aktiv geworden? Klassische Verfahren arbeiten meist spektroskopisch mit spezifischen fluoreszierenden Markern, mit denen Fänger oder Target markiert wird. Dass es einfacher auch ohne Fluoreszenzmarkierung geht, befanden die Forscher um Wolfgang Schuhmann, Universität Bochum, und Gerhard Hartwich, FRIZ Biochem, München, und wählten einen elektrochemischen Ansatz: Die winzige scheibenförmige Elektrode eines elektrochemischen Rastermikroskops fährt die Chipoberfläche aus beschichtetem Gold in sehr geringem Abstand ab. In der umgebenden Lösung sind negativ geladene Eisencyanid-Komplexe enthalten, deren dreiwertige Eisenionen an der Mikroelektrode in zweiwertige umgewandelt werden. An der der Mikroelektrode gegenüberliegenden leitfähigen Goldoberfläche werden diese dann wieder zu dreiwertigem Eisen recycelt und es stellt sich ein Strom ein, der über den "Pendelverkehr" der beteiligten Eisen-Spezies zwischen Elektrode und Chip bestimmt ist. Ist die Oberfläche mit einzelsträngiger DNA bedeckt, werden die negativ geladenen Komplexe von den ebenfalls negativen Phosphatgruppen des DNA-Rückgrates abgestoßen und kommen schlechter an die Goldoberfläche: Das Recycling verlangsamt sich, der Stromfluss nimmt ab. Gelangt die Elektrode an einen Bereich mit doppelsträngiger DNA, stehen die Eisenkomplexe einer wesentlich größeren Armada von abstoßenden Phosphaten gegenüber. Das Ausmaß des Redoxrecycling verlangsamt sich weiter, eine deutliche Abnahme des Stroms wird - ortsabhängig - registriert und identifiziert so die Stellen, an denen DNA aus der Probe gefangen ist, also eine Hybridisierung stattfand.

Das Team hat auch schon eine Idee, wie eine simple, kostengünstige Umsetzung für die Diagnostik aussehen könnte: Eine Anordnung vieler individuell ansteuerbarer Mikroelektroden könnte in eine Deckelplatte für den DNA-Chip integriert werden. Einfach zuklappen, und jede Elektrode sendet ein Stromsignal, das Auskunft über "ihren" Messpunkt, den gegenüberliegenden DNA-Spot, liefert.


Kontakt:

Prof. Dr. W. Schuhmann
Analytische Chemie - Elektroanalytik & Sensorik
Ruhr-Universität Bochum
D-44780 Bochum
Tel.: 0234/322-6200, Fax: /321-4683
E-mail: wolfgang.schuhmann@rub.de

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

Weitere Berichte zu: DNA DNA-Chip Detektion Elektrode

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie