28 Juli Silber hält Medikamentensensor stabil
Mit einer neuen Sensoroberfläche lassen sich Medikamente in Blutplasma empfindlich nachweisen. Dafür entwickelten Forschende des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) stabile Silberstrukturen, die nach Angaben des Instituts deutlich langlebiger sind als herkömmliche SERS-Substrate.
Die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) verstärkt die charakteristischen Lichtsignale von Molekülen und ermöglicht dadurch den Nachweis selbst geringer Wirkstoffkonzentrationen. Blutplasma gilt dabei als anspruchsvolle Probe, weil Proteine und andere Bestandteile die Messsignale überlagern können. Ziel ist es, SERS künftig als schnelle Ergänzung zu etablierten Laborverfahren einzusetzen.
Sulfat stabilisiert Silberstrukturen
Für die neue Sensoroberfläche ließen die Forschenden hochverzweigte Silberstrukturen auf einem Trägermaterial wachsen und stabilisierten deren Oberfläche mit Sulfat-Ionen. Diese steuern sowohl das Wachstum der Nanostrukturen als auch deren Schutz vor Oxidation. Dadurch entstehen reproduzierbare Messsignale bei einer Lagerstabilität von mindestens sieben Monaten.
Die Stabilität der Silberoberflächen sowie die Ursache der Signalverstärkung bestätigte das Team unter anderem mit hochauflösender Röntgen-Fotoelektronenspektroskopie an der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II des Helmholtz-Zentrums Berlin.
Dr. Dana Cialla-May, Aradhana Dwivedi und Dr. Vladimir Sivakov (von links) entwickeln am Leibniz-IPHT stabile Silberoberflächen für lichtbasierte Medikamentenmessungen. Bild: Lavinia Meier-Ewert / Leibniz-IPHT
Nachweis in Blutplasma gelungen
In der Studie untersuchten die Forschenden fünf Medikamente aus der Krebs- und Infektionstherapie zunächst in Wasser und anschließend in menschlichem Blutplasma. Nach einer einfachen Probenvorbereitung konnten alle Wirkstoffe nachgewiesen werden.
Dem Forschungsteam zufolge könnten die stabilen SERS-Substrate künftig die Grundlage für schnellere Medikamentenanalysen bilden. Vor einem klinischen Einsatz seien jedoch weitere Arbeiten erforderlich. Dazu zählen unter anderem eine einfachere Probenvorbereitung, eine skalierbare Herstellung der Sensoroberflächen sowie standardisierte Messgeräte und Auswerteverfahren.
Originalveröffentlichung:
[A. Dwivedi, J. Dellith, A. Makarova, S. F. El-Mashtoly, J. Popp, V. Sivakov, D. Cialla-May: Sulfate-directed Silver Dendrites with enhanced Stability for ultrasensitive SERS-based therapeutic Drug Monitoring.” Advanced Science2026, e17092. https://doi.org/10.1002/advs.202517092]
Quelle: www.leibniz-ipht.de
Bild: Lavinia Meier-Ewert / Leibniz-IPHT
Bildunterschrift: Projektmitarbeiterin Aradhana Dwivedi führt im Labor am Leibniz-IPHT spektroskopische Messungen an den neu entwickelten Sensoroberflächen durch.