Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Magnetisierende Diagnostik

16.07.2012
Magnetische Gram-Färbung zum Nachweis von Bakterien

Für erste Verdachtsdiagnosen und um die Auswahl von Antibiotika zu vereinfachen, greift man seit langem auf die Gramfärbung von Bakterien als diagnostische Routine-Methode zurück.

Auf einfache Weise lassen sich Bakterien damit unter dem Mikroskop in zwei Klassen einteilen: grampositiv und gramnegativ. Amerikanische Forscher stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun eine Weiterentwicklung vor: die magnetische Gramfärbung, mit deren Hilfe eine klassenspezifische automatische magnetische Detektion und Trennung möglich wird.

Die Gramfärbung wurde vor etwa hundert Jahren vom dänischen Bakteriologen Hans Christian Gram entwickelt. Bakterienkulturen werden dazu mit dem Farbstoff Kristallviolett gefärbt, der sich in die Mureinschicht der Bakterienzellwände einlagert. Durch Behandlung mit iodhaltiger Lösung entstehen wasserunlösliche Komplexverbindungen zwischen Kristallviolett und Iod. Es gibt zwei Klassen von Bakterien, die sich im Aufbau ihrer Zellwände unterscheiden. Die einen sind von einer dicken Mureinschicht umhüllt, die anderen Bakterien tragen nur eine dünne Mureinschicht.

Während die anschließende Behandlung mit Ethanol den Farbkomplex aus der dünnen Mureinschicht herauslöst, bleibt er in der dicken Mureinschicht fest eingelagert. Bakterien, die sich so entfärben lassen, nennt man gramnegativ, solche, die dunkelviolett bleiben, grampositiv.

Wissenschaftler um Ralph Weissleder an der Harvard University in Boston (USA) haben die Gram-Färbung nun weiterentwickelt zu einem magnetischen Detektionsverfahren. Dazu knüpften sie einen „molekularen Haken“ an die Kristallviolett-Moleküle. Die Färbung läuft mit diesem modifizierten Farbstoff genauso wie mit dem Original. Nach der Färbung werden dann über die zu den „Haken“ passenden „Ösen“ magnetische Nanopartikel an den Farbstoff angehängt. Die Bakterien können nun einfach quantifiziert werden: Kernresonanz (NMR)-Geräte detektieren die Magnetisierung der Nanopartikel.

Man könnte vor dem Waschen mit Ethanol eine NMR-Messung durchführen, um die Summe an grampositiven und gramnegativen Bakterien zu erhalten, und einmal nach dem Waschschritt, um die Konzentration an grampositiven Bakterien zu ermitteln.

Vorteil der magnetischen Detektion ist ihre hohe Empfindlichkeit. Proben könnten möglicherweise ohne vorherige Aufreinigung und ohne eine Kultur der Bakterien direkt magnetisiert und gemessen werden. Mithilfe einfacher, aber empfindlicher miniaturisierter Mikro-NMR-Geräte, wie sie in der Arbeitsgruppe entwickelt wurden, ist eine rasche, aber empfindliche Vor-Ort-Diagnose denkbar. Außerdem könnte die Magnetisierung auch zur Abtrennung der Bakterien aus der Probe genutzt werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 27/2012

Autor: Ralph Weissleder, Massachusetts General Hospital, Boston (USA), https://csb.mgh.harvard.edu/weissleder/pi_bio

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201202982

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 Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen
29.05.2020 | Universität Heidelberg

nachricht Ein Hormon nach Pflanzenart
29.05.2020 | Universität Bielefeld

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: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

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

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

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