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 Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

nachricht Neuen molekularen Botenstoff bei Lebererkrankungen entdeckt
27.03.2017 | Universitätsmedizin Mannheim

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE