Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verräterische Schwellung

13.02.2006


Weiche Mikrolinsen als Biosensoren: Änderung der Brennweite zeigt Anwesenheit von Analyt-Molekülen an



Beim Stichwort Gel denkt man zunächst an Dinge wie Dusch- oder Haargel, aber es gibt auch Gele mit einer definierten Form, etwa die bequemen Gelpolster moderner Fahrradsättel oder weiche Kontaktlinsen. Gel-Linsen im Mikromaßstab könnten zukünftig eine Rolle als Biosensoren für Analytik und Diagnostik übernehmen. Forscher vom Georgia Institute of Technology entwickelten Mikrolinsen, die mit einer Änderung der Brennweite reagieren, wenn die gesuchte Substanz in einer Probe vorhanden ist.



Gele bestehen aus einer dreidimensional vernetzten Matrix, in die eine Flüssigkeit eingelagert ist - etwa Wasser bei den "Hydrogelen". Das Team um L. Andrew Lyon stellte winzige Partikel aus einem Acryl-Kunststoff her, die sich auf einem geeigneten Träger als halbkugelförmige Hydrogel-Linsen ablagern. Als Beispiel-Analyten, den diese Mikrolinsen "erkennen" sollten, wählten die Forscher Biotin, ein kleines Vitamin. Damit die Linsen später auf Biocytin (eine wasserlösliche Variante von Biotin) reagieren, gingen Lyon und seine Mitarbeiter folgendermaßen vor: An die Oberfläche der Linsen knüpften sie im ersten Schritt Biotin-Moleküle und erzeugten zusätzlich spezielle reaktive "Verankerungsplätze". Im zweiten Schritt wurden die so präparierten Linsen mit Biotin-Antikörpern behandelt. Diese binden an die Biotin-Moleküle der Linsenoberfläche. Im dritten Schritt wurden die Linsen mit UV-Licht bestrahlt. Dabei kommt es zusätzlich zu einer festen Verknüpfung zwischen den gebundenen Antikörpern und den Verankerungsplätzen. Diese doppelte Anbindung der Antikörper sorgt für eine stärkere Vernetzung der Gel-Matrix an der Linsenoberfläche, hier kann das Gel nun weniger Wasser aufnehmen und schwillt ab. Die Krümmung der Linse ändert sich und damit auch ihre Brennweite, was sich messen lässt. Die Linse ist im "an"-Zustand. Gibt man nun eine Biocytin-haltige Probe auf eine solche Linse, verdrängt das Biocytin das auf der Linsenoberfläche verankerte Biotin von dessen Bindeplätzen an den Antikörpern und bindet selber daran. Die zusätzliche Vernetzung der Matrix wird aufgehoben, die Linsenoberfläche nimmt Wasser auf und schwillt wieder an, Krümmung und damit Brennweite kehren in den ursprünglichen Zustand zurück - die Linse ist auf "aus" geschaltet. "Die Mikrolinse übernimmt in diesem Biosensorsystem gleichzeitig die Rolle des Antikörper-Trägers, des Signalumwandlers und des Verstärkers," erklärt Lyon.

Über die Zahl der angeknüpften Antikörper lässt sich die Empfindlichkeit der Linsen einstellen. Mit Hilfe einer Anordnung verschieden empfindlicher Mikrolinsen auf einem Chip eröffnen sich Möglichkeiten für die quantitative Analytik.

Autor: L. Andrew Lyon, Georgia Institute of Technology, Atlanta (USA), http://web.chemistry.gatech.edu/~lyon/lyon.html

Angewandte Chemie: Presseinfo 06/2006
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de
http://www.angewandte.de
http://web.chemistry.gatech.edu/~lyon/lyon.html

Weitere Berichte zu: Antikörper Brennweite Linse Linsenoberfläche Mikrolinsen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufschlussreiche Partikeltrennungen
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Bildgebung von entstehendem Narbengewebe
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie