Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gold-Nanoantennen spüren Proteine auf

28.02.2012
Neue Methode zur Beobachtung von Protein-Molekülen mit Nanopartikeln aus Gold vorgestellt

Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben eine neue Methode entwickelt, um einzelne Proteine zu beobachten. Die genaue Kenntnis der Dynamik von Proteinen ist wichtig, um die biologischen Funktionen zu verstehen, die auf molekularer Ebene ablaufen.


Die neue Mainzer Methode ermöglicht es, im Mikroskop mit Hilfe eines Gold-Nanopartikels einzelne Protein-Moleküle zu beobachten (skizzierte Abbildung: Gold-Nanoantenne mit Protein-Molekülen in Lila)
Quelle: Institut für Physikalische Chemie, JGU

Bisher wurden dazu die Proteine mit fluoreszierenden Stoffen markiert. Dadurch verändert man aber das Untersuchungsobjekt und nimmt somit Einfluss auf den biologischen Prozess, den man beobachten möchte. „Unsere Methode erlaubt es erstmals, beliebige einzelne Proteine ohne Markierung live zu verfolgen“, teilt Prof. Dr. Carsten Sönnichsen vom Institut für Physikalische Chemie der JGU mit. „Wir bekommen dadurch einen ganz neuen Einblick in molekulare Vorgänge und sehen zum Beispiel, wie sehr auf kleinster Ebene alles in ständiger Bewegung ist.“

Die Methode der Mainzer Chemiker um Carsten Sönnichsen beruht auf dem Einsatz von Nanopartikeln aus Gold. Die funkelnden Nanoantennen können einzelne, nicht markierte Proteine aufspüren und verändern dann ein klein wenig die Frequenz, also die Farbe. Diese kleine Farbänderung ist mit der Mainzer Technik zu sehen. „Technisch gesehen ist das ein enormer Sprung: Wir haben bei der Beobachtung von einzelnen Molekülen eine extrem hohe zeitliche Auflösung erreicht“, so Sönnichsen. So kann der dynamische Vorgang bei der Anbindung eines Protein-Moleküls beispielsweise auf Millisekunden genau verfolgt werden.

Die Möglichkeit, einzelne Protein-Moleküle zu beobachten, eröffnet auch Wege, um völlig Neues anzugehen. So zum Beispiel die Fluktuation der Belegungsdichte zu verfolgen oder den Vorgang der Protein-Adsorption zeitlich aufzulösen. „Wir sehen, wie sich Moleküle bewegen, wie sie irgendwo andocken oder wie sich Protein-Moleküle falten, das ist ein Blick in die molekulare Welt“, erklärt Irene Ament aus der Arbeitsgruppe von Sönnichsen. Die neue Technik könnte nicht nur für die Chemie, sondern auch für die Medizin und Biologie von Bedeutung sein.

Die Arbeit ist im Zusammenhang des Exzellenzclusters Molecularly Controlled Non-Equilibrium (MCNE) ein wichtiger Baustein zur Erforschung von Nicht-Gleichgewichts-Phänomenen auf molekularer Ebene. Gefördert wurde sie unter anderem durch den ERC Starting Grant „SingleSens".

Das Forschungsgebiet von Sönnichsen „Metall-Nanopartikel als optische Sonden in biologischen Systemen“ ist in das Mainzer Exzellenzcluster MCNE integriert, das den wichtigen Schritt in die abschließende Auswahlrunde der Bundesexzellenzinitiative geschafft hat.

Veröffentlichung:
Irene Ament, Janak Prasad, Andreas Henkel, Sebastian Schmachtel, and Carsten Sönnichsen
Single Unlabeled Protein Detection on Individual Plasmonic Nanoparticles
Nano Letters, 23. Januar 2012
DOI: 10.1021/nl204496g
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Carsten Sönnichsen
Institut für Physikalische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
D 55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-20639 (Sekretariat) oder +49 6131 39-24313 (direkt)
Fax +49 6131 39-26747
E-Mail: carsten.soennichsen@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.nano-bio-tech.de/
http://unibibliografie.ub.uni-mainz.de/opus/frontdoor.php?source_opus=7751

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten