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 Zellen auf Wanderschaft: Falten in der Zellmembran liefern Material für nötige Auswölbungen
23.11.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Neues Verfahren zum Nachweis eines Tumormarkers in bösartigen Lymphomen
23.11.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung