Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Süß, spezifisch, sensitiv

17.12.2015

Chemiker der Universität Jena entwickeln neuartiges Nachweissystem zur Analytik von Zuckern und stellen es im hochrangigen „Journal of the American Chemical Society“ (JACS) vor

Zweidimensionale Barcodes – kleine Quadrate mit zahlreichen schwarzen und weißen Punkten – sind heute fast überall zu finden: auf Tickets für Fernbus, Bahn oder Flugzeug, als QR-Codes auf Verpackungen, in Zeitschriften oder auf Werbeplakaten. Mit dem passenden Lesegerät, einem Scanner oder dem Smartphone, lassen sich die darin gespeicherten Informationen blitzschnell abrufen.


Jun.-Prof. Dr. Alexander Schiller von der Uni Jena schaut durch das Modell eines Zuckermoleküls. Der Chemiker hat mit seinem Team eine neue Nachweismethode zur Unterscheidung von Zuckern entwickelt.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Noch weniger komplex, doch bereits ebenso spezifisch, sind die Informationen der Barcodes, die Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena derzeit entwickeln. Sie geben Aufschlüsse über die Zusammensetzung von Zuckerlösungen.

Einem Team um Juniorprofessor Dr. Alexander Schiller ist es gelungen, die – bislang aufwendige – Analytik von Zuckermolekülen wesentlich zu vereinfachen. Ihr neuartiges Nachweissystem stellen die Jenaer Forscher in der aktuellen Ausgabe des hochrangigen „Journal of the American Chemical Society“ (JACS) vor (DOI: 10.1021/jacs.5b10934).

Grundlage des Nachweissystems sind chemische Zuckersensoren. „Wir nutzen Boronsäure-Verbindungen als Sensormoleküle“, erläutert der Chemiker und Heisenberg-Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft Schiller. Diese verbinden sich mit den Zuckermolekülen in der wässrigen Lösung. Dass sich Boronsäure zum Zuckernachweis eignet, ist den Chemikern bereits seit längerem bekannt.

Knifflig war bislang, die gebundenen Zuckermoleküle eindeutig zu identifizieren, „da im Prinzip jeder Zucker mit den Sensoren interagieren kann“, so Schiller. Daher haben die Jenaer Chemiker die Boronsäure-Sensormoleküle an Fluor-Atome gekoppelt. Mit Hilfe der sogenannten 19F-NMR-Spektroskopie (Kernspinresonanzspektroskopie) können sie nun nicht nur die Bindung der Sensoren an die Zucker direkt „beobachten“.

„Mit der NMR-Technik können wir auch eine Vielzahl unterschiedlicher Zuckermoleküle und verwandter chemischer Verbindungen deutlich voneinander unterscheiden“, unterstreicht der Jenaer Chemiker.

Da jedes Zuckermolekül sein eigenes, ganz spezifisches Spektrum aufweist, nutzen die Wissenschaftler die spektroskopischen Signale mehrerer Sensormoleküle, um für jeden Zucker eine Art „Fingerabdruck“ in Form eines zweidimensionalen Punktmusters zu erstellen. „Die roten, grünen und blauen kleinen Quadrate geben eindeutig Aufschluss über Art und Menge des nachgewiesenen Zuckers und sind auf einen Blick zu erfassen“, macht Schiller die Vorteile seines Verfahrens deutlich.

Diese Methode sei momentan vor allem im Forscheralltag nützlich, beispielsweise um mehrere Zucker in Urinproben nebeneinander nachzuweisen. „Generell lässt sich dieses Prinzip der Datenreduzierung aber auch auf andere zu analysierende Substanzen und auf signalgebende Verfahren wie Schwingungs- und UV/VIS-Spektroskopie übertragen“, ist sich Prof. Schiller sicher. Dies eröffne ein weites Feld künftiger Anwendungen.

Original-Publikation:
Axthelm J et al. Fluorinated Boronic Acid-Appended Bipyridinium Salts for Diol Recognition and Discrimination via 19F NMR Barcodes, J. Am. Chem. Soc., 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b10934

Kontakt:
Jun.-Prof. Dr. Alexander Schiller
Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Jena
Humboldtstraße 8, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948113
E-Mail: alexander.schiller[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mit Algen Arthritis behandeln
23.08.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Chaos bei der Zellteilung – wie Chromosomenfehler in Krebszellen entstehen
23.08.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

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: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

6. Leichtbau-Tagung: Großserienfähiger Leichtbau im Automobil

23.08.2017 | Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Turbulente Bewegungen in der Atmosphäre eines fernen Sterns

23.08.2017 | Physik Astronomie

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungsnachrichten