Portal für Organische Chemie

Chemie-Nachrichten > August

20.08.10 Künstliche Liposomen mit Nanosensoren leuchten in Gegenwart von Analyt auf

Auf dem Weg zu synthetischen Antikörpern

Wissenschaftler entwickeln künstliche Nanosensoren

Abb. 1: Ausschnitt einer Liposomenmembran (gelb/blau) mit künstlichen Rezeptoren (rot). Eingelagerte Farbstoffmoleküle (schwarz/grün) werden durch die Anbindung von kleinen Biomolekülen (grau) reorganisiert, wodurch eine ursprünglich nur schwach gefärbte Lösung der Partikel stark aufleuchtet (vgl. die beiden Reaktionsgefäße in Ab- und Anwesenheit der zu analysierenden Substanz).
Quelle: Universität Regensburg

Zellen identifizieren sich nach außen durch bestimmte Eiweißstrukturen (Antigene). Solche „Zell-Personalausweise“ sind in der jeweiligen Zellmembran verankert. An die Antigene können sich wiederum „Sensoren“ bzw. Oberflächenrezeptoren anderer Zellen oder auch Antikörper anbinden. Die Untersuchung derartiger Antikörper-Antigen-Bindungen stellt die Grundlage für viele Diagnoseverfahren in der Medizin dar. Allerdings ist die teure Herstellung und die hohe Empfindlichkeit der dafür erforderlichen Eiweiß-Antikörper ein großer Nachteil.

Nun haben Regensburger Wissenschaftler um Prof. Dr. Burkhard König und Benjamin Gruber vom Institut für Organische Chemie der Universität Regensburg in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau künstliche Rezeptoren bzw. Nanosensoren entwickelt, die über über synthetische Bindungsstellen verfügen und Liposomen ausbilden. Binden weitere Moleküle an diese Liposomen, dann verdrängen sie Farbstoffmoleküle, die in den Nanosensoren eingelagert sind. Daraufhin ändern die Nanosensoren ihre optischen Eigenschaften und leuchten auf. Zu analysierende Moleküle können auf diese Weise sichtbar gemacht und erkannt werden.

Der entscheidende Vorteil der neuen Nanosensoren liegt in ihrer einfachen und kostengünstigen Herstellung. Ihre Zusammensetzung kann zudem – über einen Baukasten aus unterschiedlichen Fetten (Lipiden) und verschiedenen Farbstoffen – leicht verändert und angepasst werden. Dadurch eignen sich die Nanosensoren für eine ganze Reihe von analytischen Verfahren bei der Untersuchung von Zelleigenschaften.

Derzeit konzentrieren sich die Forscher darauf, noch komplexere Strukturen und größere Biomoleküle erkennen zu können. Langfristiges Ziel ist der Einsatz der neuen Sensoren auf Proteinoberflächen. Dadurch könnte in der Zukunft eine universelle Methode zur Herstellung von künstlichen Antikörpern entwickelt werden.

Quelle:

Modular Chemosensors from Self-Assembled Vesicle Membranes with Amphiphilic Binding Sites and Reporter Dyes
B. Gruber, et. al., Angew. Chem. 2010. DOI: 10.1002/anie.201001101

Bitte zitieren Sie die Seite wie folgt:

Künstliche Liposomen mit Nanosensoren leuchten in Gegenwart von Analyt auf
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2010/aug/nanosensor.shtm)

Verwandte Themen:

Organische Chemie, Nanotechnologie