Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleinsten Biomarkern auf der Spur

27.11.2012
PTB und Dectris entwickeln vakuumkompatiblen Röntgendetektor, mit dem sich die Größe kontrastarmer Nanoobjekte bestimmen lässt.

Mikrovesikel sind kleinste Zellbestandteile, die in allen Körperflüssigkeiten zu finden sind und die sich bei gesunden und kranken Menschen unterscheiden. Dadurch könnten mit ihrer Hilfe viele Krankheiten, wie zum Beispiel Karzinome, frühzeitig erkannt und effizienter behandelt werden.


Röntgenkleinwinkelstreuung einer Mikrovesikel -Probe (multilamellare Liposome), mit dem vakuumkompatiblen Pilatus-Detektor aufgenommen bei einer Photonenenergie von 3 keV. Aus dem Streumuster lassen sich die Dimensionen der Nanoobjekte in der untersuchten Probe bestimmen.

Abbildung: PTB

Das Problem ist: Der Durchmesser der relevanten Mikrovesikel liegt in der Regel unterhalb von 100 Nanometern, deshalb sind sie technisch zwar nachweisbar, doch genaue Größen und Konzentrationen sind bisher kaum zu bestimmen.

Die messtechnische Basis für diese vielversprechenden Biomarker soll nun mithilfe eines neuen Gerätes geschaffen werden. Mit der vakuumkompatiblen Version des Pilatus-Hybrid-Pixel-Detektors für Röntgenstrahlung, den die Firma Dectris gemeinsam mit der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) entwickelt hat, können nun durch Röntgenkleinwinkelstreuung bei niedrigen Photonenenergien auch die Größen von Nanoteilchen bestimmt werden, die bisher schwer zu charakterisieren waren. Auch für weitere Röntgentechniken kann der Detektor eingesetzt werden.

Einmalig ist der Detektor durch seine große Gesamtfläche von 17 cm x 18 cm und den Betrieb im Vakuum. Letzteres erhöht drastisch die Empfindlichkeit der Messeinrichtung, da die eingestrahlte weiche Röntgenstrahlung, die an der Probe gestreut wird, auf dem Weg zum Detektor nicht durch Luftmoleküle absorbiert wird. Experimente zur Größenbestimmung von Nanopartikeln mit Röntgenkleinwinkelstreuung (Small-Angle X-ray Scattering, SAXS) lassen sich damit auch an den Absorptionskanten leichter Elemente wie Kalzium, Schwefel, Phosphor oder Silizium bei Photonenenergien unterhalb von 5 keV mit hoher Dynamik und guter Ortsauflösung durchführen.

Seit wenigen Monaten nutzt die PTB den neuen Pilatus-Röntgendetektor für eigene Forschungsprojekte. An der Synchrotron-Strahlungsquelle BESSY II in Berlin-Adlershof, wo die PTB bereits seit 15 Jahren ein eigenes Labor betreibt, setzen Wissenschaftler den neuen Detektor unter anderem ein, um das dringend benötigte messtechnische Fundament für die Größenbestimmung von Mikrovesikeln zu schaffen. Ein Projekt im Rahmen des Europäischen Metrologie-Forschungsprogramms EMRP, an dem das Amsterdam Medical Center in den Niederlanden maßgeblich beteiligt ist, soll entscheidend dazu beitragen, das Potenzial der Mikrovesikel zur Früherkennung von Krankheiten in Zukunft voll ausschöpfen zu können.
if/ptb

Weitere Informationen über den Detektor
• http://www.ptb.de/cms/fachabteilungen/abt7.html
• https://www.dectris.com/successstories/items/In-vacuum-P1M-PTB_SuccStory.html#In-vacuum-P1M-PTB_SuccStory

Weitere Informationen über die Charakterisierung von Mikrovesikeln
• http://www.ptb.de/cms/emrp/metrologische-charakterisierung-von-mikrovesikeln-aus-koerperfluessigkeiten-als-nicht-invasive-diagnostische-biomarker.html

Ansprechpartner
Michael Krumrey, PTB-Arbeitsgruppe 7.11 Röntgenradiometrie,
Tel. (030) 3481-7110, E-Mail: michael.krumrey@ptb.de

Imke Frischmuth | PTB
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Schimmelpilze – Quelle chemischer Vielfalt
27.05.2016 | Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI)

nachricht Mikrobenvielfalt in der Nase
27.05.2016 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

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: Tiroler Technologie zur Abwasserreinigung weltweit erfolgreich

Auf biologischem Weg und mit geringem Energieeinsatz wandelt ein an der Universität Innsbruck entwickeltes Verfahren in Kläranlagen anfallende Stickstoffverbindungen in unschädlichen Luftstickstoff um. Diese innovative Technologie wurde nun gemeinsam mit dem US-Wasserdienstleister DC Water weiterentwickelt und vermarktet. Für die Kläranlage von Washington DC wird die bisher größte DEMON®-Anlage errichtet.

Das DEMON®-Verfahren wurde bereits vor elf Jahren entwickelt und von der Universität Innsbruck zum Patent angemeldet. Inzwischen wird die Technologie in rund...

Im Focus: Worldwide Success of Tyrolean Wastewater Treatment Technology

A biological and energy-efficient process, developed and patented by the University of Innsbruck, converts nitrogen compounds in wastewater treatment facilities into harmless atmospheric nitrogen gas. This innovative technology is now being refined and marketed jointly with the United States’ DC Water and Sewer Authority (DC Water). The largest DEMON®-system in a wastewater treatment plant is currently being built in Washington, DC.

The DEMON®-system was developed and patented by the University of Innsbruck 11 years ago. Today this successful technology has been implemented in about 70...

Im Focus: Optische Uhren können die Sekunde machen

Eine Neudefinition der Einheit Sekunde auf der Basis von optischen Uhren wird realistisch

Genauer sind sie jetzt schon, aber noch nicht so zuverlässig. Daher haben optische Uhren, die schon einige Jahre lang als die Uhren der Zukunft gelten, die...

Im Focus: Computational High-Throughput-Screening findet neue Hartmagnete die weniger Seltene Erden enthalten

Für Zukunftstechnologien wie Elektromobilität und erneuerbare Energien ist der Einsatz von starken Dauermagneten von großer Bedeutung. Für deren Herstellung werden Seltene Erden benötigt. Dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg ist es nun gelungen, mit einem selbst entwickelten Simulationsverfahren auf Basis eines High-Throughput-Screening (HTS) vielversprechende Materialansätze für neue Dauermagnete zu identifizieren. Das Team verbesserte damit die magnetischen Eigenschaften und ersetzte gleichzeitig Seltene Erden durch Elemente, die weniger teuer und zuverlässig verfügbar sind. Die Ergebnisse wurden im Online-Fachmagazin »Scientific Reports« publiziert.

Ausgangspunkt des Projekts der IWM-Forscher Wolfgang Körner, Georg Krugel und Christian Elsässer war eine Neodym-Eisen-Stickstoff-Verbindung, die auf einem...

Im Focus: University of Queensland: In weniger als 2 Stunden ans andere Ende der Welt reisen

Ein internationales Forschungsteam, darunter Wissenschaftler der University of Queensland, hat im Süden Australiens einen erfolgreichen Hyperschallgeschwindigkeitstestflug absolviert und damit futuristische Reisemöglichkeiten greifbarer gemacht.

Flugreisen von London nach Sydney in unter zwei Stunden werden, dank des HiFiRE Programms, immer realistischer. Im Rahmen dieses Projekts werden in den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie sieht die Schifffahrt der Zukunft aus? - IAME-Jahreskonferenz in Hamburg

27.05.2016 | Veranstaltungen

Technologische Potenziale der Multiparameteranalytik

27.05.2016 | Veranstaltungen

Umweltbeobachtung in nah und fern

27.05.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stressoren erkennen, Belastungen reduzieren, Fachwissen erlangen

27.05.2016 | Seminare Workshops

HDT SOMMERAKADEMIE 2016

27.05.2016 | Seminare Workshops

11 Millionen Euro für die Erforschung von Magnetfeldsensoren für die medizinische Diagnostik

27.05.2016 | Förderungen Preise