Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ausgeknipst

15.02.2010
Sensitiv, selektiv, räumlich und zeitlich aufgelöst: ATP-Detektion in lebenden Zellen mit Kohlenstoffnanoröhrchen und Luciferase

Alle lebenden Zellen brauchen einen "Brennstoff" um zu funktionieren: Adenosintriphosphat (ATP), gewissermaßen das Benzin der Zelle. ATP innerhalb von Zellen zu detektieren, kann Forschern helfen, Energie verbrauchende physiologische Prozesse zu beobachten, z. B. Signalkaskaden oder Transportvorgänge.

Zudem steht eine Verarmung an ATP mit bestimmten Erkrankungen im Zusammenhang, wie Parkinson und Ischämie (Minderdurchlutung von Gewebe). Ein Team um Michael S. Strano vom Massachusetss Institute of Technology in Cambridge (USA) hat nun einen empfindlicheren, höher auflösenden und dabei robusteren Nachweis für ATP entwickelt. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, basiert die Methode auf Kohlenstoffnanoröhrchen.

ATP wird üblicherweise mit dem so genannten Luciferase-Test nachgewiesen. Luciferasen sind Enzyme, die in Leuchtkäfern und anderen biolumineszenten Organismen zur Erzeugung von Licht genutzt werden. Sie setzen ein Substrat namens Luciferin mit Sauerstoff zu Oxyluciferin um, das anschließend weiterreagiert und dabei das Leuchten verursacht. Bestimmte Luciferasen nutzen für ihre Reaktion ATP. Diese gängige Luciferase-Methode ist aufwändig, zeitraubend und leidet unter einem schlechten Signal/Rausch-Verhältnis.

Das MIT-Team hat nun eine neue Variante der Luciferase-Methode entwickelt. Die Luciferase wird dabei an Kohlenstoffnanoröhrchen geknüpft. In dieser Form wird das Enzym leicht von Zellen aufgenommen. In Anwesenheit von Luciferin und ATP entsteht wie gehabt Oxyluciferin, das eine Fluoreszenz erzeugt. Was aber hier interessanter ist: Kohlenstoffnanoröhrchen zeigen normalerweise eine Fluoreszenz im nahen infraroten (nIR) Spektralbereich. Diese wird durch die Luciferase-Reaktion aber in Abhängigkeit von der zugeführten ATP-Konzentration ausgelöscht. Warum? "Das entstehenden Produkt Oxyluciferin lagert sich fest an die Röhrchen an", erläutert Strano. "Dabei werden Elektronen des Nanoröhrchens auf das Oxyluciferin übertragen. In diesem Zustand kann das Kohlenstoffnanoröhrchen dann nicht mehr fluoreszieren." Die Abnahme der nIR-Fluoreszenz kann gut detektiert werden und dient als Maß für die ATP-Konzentration.

"Unser neuer Sensor ist sehr selektiv für ATP", so Strano weiter. "Es war uns damit möglich, in einer Zellkultur die zeitliche und räumliche Veränderung von ATP-Konzentrationen zu beobachten."

Angewandte Chemie: Presseinfo 06/2010

Autor: Michael S. Strano, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (USA), http://web.mit.edu/stranogroup/

Angewandte Chemie 2010, 122, No. 8, 1498-1501, Permalink: http://dx.doi.org/10.1002/ange.200906251

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Michael S. Strano | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://dx.doi.org/10.1002/ange.200906251
http://web.mit.edu/stranogroup/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen
17.08.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln
17.08.2018 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics