Wetenschappers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om eiwitten in beeld te brengen die kunnen leiden tot nieuwe ontdekkingen in ziekten door middel van biologische weefsel- en celanalyse en de ontwikkeling van nieuwe biomaterialen die kunnen worden gebruikt voor de volgende generatie van medicijnafgiftesystemen en medische apparaten.

Wetenschappers van de Universiteit van Nottingham hebben in samenwerking met de Universiteit van Birmingham en het National Physical Laboratory het ultramoderne 3D OrbiSIMS-instrument gebruikt om de eerste matrix- en labelvrije in-situ-toewijzing van intacte eiwitten mogelijk te maken. oppervlakken met minimale monstervoorbereiding. Hun onderzoek is vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

De University of Nottingham is de eerste universiteit ter wereld die een 3D OrbiSIMS-instrument bezit. Het is in staat om een ​​ongekend niveau van massaspectrale moleculaire analyse mogelijk te maken voor een reeks materialen (harde en zachte materie, biologische cellen en weefsels). De faciliteit in Nottingham heeft ook cryo-bereidingsfaciliteiten voor hogedrukbevriezing waarmee biologische monsters dicht bij hun oorspronkelijke staat kunnen worden gehouden als bevroren gehydrateerd als aanvulling op de meer algemeen toegepaste maar meer storende vriesdrogen en monsterfixatie. Wanneer de oppervlaktegevoeligheid, hoge massa/ruimtelijke resolutie worden gecombineerd met een sputterstraal voor diepteprofilering, het instrument wordt een uiterst krachtig hulpmiddel voor chemische 3D-analyse, zoals aangetoond in dit recente werk.

Dr. David Scurr van de School of Pharmacy van de Universiteit van Nottingham leidde deze laatste studie en werd ondersteund door Ph.D. student Anna Kotowska. David zei:"Het ontwerp en de innovatie van de volgende generatie biomaterialen wordt ondersteund door het vermogen om biologisch weefsel en materialen nauwkeurig te karakteriseren. De uitdaging voor wetenschappers op dit gebied was het ontrafelen van de chemische complexiteit van dergelijke systemen. Deze benadering van eiwitanalyse heeft aangetoond aan de hand van extreme voorbeelden om de gevoeligheid en specificiteit ervan te illustreren door respectievelijk een eiwitmonolaag (eiwitbiochip) en de distributie van specifiek eiwit in de menselijke huid (complex meerlagig biologisch systeem) chemisch in kaart te brengen. zijn een stap dichter bij het begrijpen van fundamentele biologische processen en het ontwikkelen van effectievere systemen voor het richten van medicijnen en het voorzien van coatings voor medische hulpmiddelen."

Het team in Nottingham heeft in samenwerking met Camstent Ltd al onderzoek naar biomaterialen toegepast om een ​​nieuw type urinekatheter te maken die is gecoat in een bacterieresistent materiaal dat is ontdekt door wetenschappers van de Universiteit van Nottingham.

Professor Morgan Alexander is directeur van de EPSRC Program Grant in Next Generation Biomaterials Discovery en de 3-D OrbiSIMS-faciliteit, hij zei:"Het onderzoek dat we nu met dit instrument kunnen doen, maakt de weg vrij voor stapsgewijze veranderingen in de manier waarop materialen in de geneeskunde kunnen worden gebruikt om ziekten en aandoeningen beter te behandelen. De kathetercoating die we in samenwerking met Camstent hebben ontwikkeld, is volledig verdwenen. de weg van de ontdekking van een nieuwe klasse materialen die niemand had kunnen voorspellen tot aan klinische proeven en is een geweldig voorbeeld van de toepassing van dit soort onderzoek."

Paula Mendes, Hoogleraar geavanceerde materialen en nanotechnologie aan de Universiteit van Birmingham, voegt toe:"Met deze nieuwe mogelijkheden om eiwitten op oppervlakken te karakteriseren, komen ook nieuwe opwindende mogelijkheden om functionele materialen te ontwikkelen met voorspelbare eiwitinteracties voor biosensortechnologie".