Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnelltest in Origami-Technik

21.06.2012
Neues Konzept für Papier-Biosensoren

Aufwändige Laboruntersuchungen liefern zwar zuverlässige Ergebnisse, sind aber nicht geeignet für eine patientennahe Diagnostik. Besonders in Entwicklungsländern ist man auf einfache, stromunabhängige, kostengünstige Testmethoden angewiesen.


Papierbasierte Biosensoren versprechen in Zukunft schnelle und kostengünstige Tests für eine Vielzahl von Zielmolekülen. (c) Wiley-VCH

Biosensoren auf Papierbasis sind eine interessante Alternative. Amerikanische Forscher stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt ein besonders pfiffiges Konzept vor: Das Papier einseitig bedrucken, nach Origami-Art falten, einlaminieren – fertig ist der Schnelltest. Zur Auswertung wird lediglich ein Spannungsmesser gebraucht.

Das Team aus Wissenschaftlern von der University of Texas at Austin und der University of Illinois at Urbana-Champaign verwendet Chromatographie-Papier, das mit Wachs bedruckt wird. Die bedruckten Stellen werden wasserabweisend, während das unbedruckte Papier hydrophil bleibt. Auf der einen Hälfte des Papiers kreieren die Forscher um Richard M. Crooks und Hong Liu so einen Proben-Einlass und zwei davon abgehende hydrophile Kanälchen, die in je ein Kämmerchen münden. Über eine schmale Öffnung sind die beiden Kammern miteinander verbunden.

Die benötigten Reagenzien werden ebenfalls mit „aufgedruckt“. Auf die zweite Hälfte bringen sie im Siebdruckverfahren zwei Elektroden aus leitfähiger Carbon-Tinte auf. Anschließend wird einfach mittig gefaltet – nach dem Origami-Prinzip, das heißt ohne Kleben entsteht eine dreidimensionale Struktur. Die Elektroden kommen dabei in Kontakt mit den Kämmerchen. Zuletzt wird das gefaltete Papier einlaminiert.

Wird ein Tropfen der Probe in die Einlassöffnung gegeben, wandert die Flüssigkeit in die zwei Kanäle. Einer der Kanäle enthält Mikro-Kügelchen, die mit einem Aptamer beschichtet sind. Ein Aptamer ist ein DNA-Strang, der so konstruiert werden kann, dass er selektiv an fast jedes gewünschte Analyt-Molekül bindet. Zu Demonstrationszwecken wählten die Forscher ein Aptamer für Adenosin. Ist Adenosin in der Probe, bindet dieses an das Aptamer. Dabei setzt es ein Enzym frei, das an das Aptamer gekoppelt war. Das Enzym fließt im Kanälchen weiter und erreicht die Kammer, in der Glucose sowie Berliner Blau (Eisenhexacyanoferrat) enthalten sind. Diese Verbindung enthält dreiwertiges Eisen. Das Enzym, Glucoseoxidase, oxidiert die Glucose, dabei wird das Eisen des Berliner Blaus zu zweiwertigem Eisen reduziert.

Im zweiten Kanälchen sind Kügelchen ohne Aptamer enthalten. Im zweiten Kämmerchen wird daher kein Eisen reduziert. Da die Oxidationsstufe des Eisens in der einen Kammer verändert wurde und so nicht mehr in beiden Kämmerchen die gleiche Zusammensetzung herrscht, baut sich ein elektrisches Potenzial auf, das sich mit einem Kondensator und einem elektrischen Messgerät, wie man es auch zur Spannungsprüfung einer Batterie verwendet, messen lässt.

Nach diesem Prinzip können Schnelltest für eine breite Palette verschiedenster Zielmoleküle einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 23/2012

Autor: Richard M. Crooks, The University of Texas at Austin (USA), http://rcrooks.cm.utexas.edu/research/styled-4/index.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201202929

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Besser lernen dank Zink?
23.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Raben: "Junggesellen" leben in dynamischen sozialen Gruppen
23.03.2017 | Universität Wien

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: 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...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen