20 Nov. Leuchtender Nanosensor für die personalisierte Medizin
Liegt Kohlenstoff in Form von dünnen Röhren vor, leuchtet er – je nach Durchmesser der Röhre – in verschiedenen Farben. Dieser Umstand lässt sich für sensorische Anwendungen nutzen. Forschende der Ruhr-Universität Bochum verwenden Kohlenstoff-Nanoröhren als Sensoren und experimentieren mit ihnen für verschiedene biomedizinische Anwendungen. Die eingesetzten Nanoröhren bestehen aus einem wabenförmigen Kohlenstoffgeflecht und fluoreszieren bei Einstrahlung von sichtbarem Licht im Nahinfrarot. Unter anderem zeigten die Forschenden, dass sich mit dieser Technik der Botenstoff Dopamin nachweisen lässt, der eine wichtige Rolle bei der Parkinson-Erkrankung spielt.
Kohlenstoff-Nanoröhren sind bunt. Farbig sind sie aber nur, wenn eine wässrige Lösung ausschließlich Röhrchen mit einem bestimmten Durchmesser enthält.
Bild: RUB, Kramer
Trifft ein Dopaminmolekül auf eine passend modifizierte Nanoröhre, dockt das Dopamin an der Oberfläche an und lässt die Nanoröhre heller leuchten. Diesen Unterschied können die Biochemikerinnen und Biochemiker mit Mikroskopen erfassen. Zusammen mit Kooperationspartnern aus Duisburg gelang es ihnen, die Konzentration von Dopamin zu messen – auch die direkte Freisetzung aus Zellen unter Bedingungen wie im menschlichen Körper.
Die Biosensoren können in speziellen Mikroskopen untersucht und für biologische Anwendungen genutzt werden. Bild: RUB / Kramer
Anwendungen der Methode sind laut den Forschenden für die personalisierte Medizin denkbar. Menschen mit Parkinson erhalten zur Behandlung häufig L-Dopa, eine Vorstufe des Dopamins. „Die L-Dopa-Menge muss sich in einem bestimmten therapeutischen Fenster bewegen“, erläutert Gruppenleiter Sebastian Kruss. „Eine bestimmte Dosis kann für einen Patienten optimal sein, für eine andere Patientin aber nicht.“ An einem solchen Test, der ähnlich wie eine Blutzuckermessung funktionieren könnte, arbeiten die Bochumer Forschenden derzeit gemeinsam mit Partnern des Fraunhofer Instituts für mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg.
Quelle: www.ruhr-uni-bochum.de
Bild: RUB, Kramer