Chemici aan de Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor parallelle eiwitanalyse, namelijk:in principe, in staat om honderden of zelfs duizenden verschillende eiwitten te identificeren. Het kan worden gebruikt om de aanwezigheid van virussen te detecteren en hun type in kleine monsters te identificeren. Tegelijkertijd, het is zeer kosteneffectief en snel.

"We zien mogelijke toepassingen van deze techniek in de geneeskunde, waar het kan worden gebruikt, bijvoorbeeld, voor de snelle diagnose van een breed scala aan ziekten. Het zou bijna net zo gemakkelijk te gebruiken zijn als een zwangerschapsteststrip, " zei professor Carsten Sönnichsen van het Instituut voor Fysische Chemie. De test omvat het plaatsen van een kleine druppel bloed, speeksel, of andere lichaamsvloeistof op een kleine teststrip, die vervolgens in een apparaat wordt geplaatst dat is ontwikkeld aan het JGU Institute of Physical Chemistry. Dit apparaat is in staat om de specifieke eiwitten in de vloeistof te identificeren en maakt zo snel en betrouwbaar onderscheid tussen onschadelijke micro-organismen en gevaarlijke ziekteverwekkers.

Om de vele verschillende stoffen in een klein monster te detecteren, de sensoren moeten zo klein mogelijk zijn, bij voorkeur de grootte van nanodeeltjes. Het team van wetenschappers van Sönnichsen heeft een sensor ontworpen die niet groter is dan de punt van een speld, maar die in staat is honderd verschillende individuele tests uit te voeren op een oppervlak dat slechts een tiende van een vierkante millimeter groot is. De 'teststrips' bestaan ​​uit glazen capillaire buisjes met aan de binnenkant gouden nanodeeltjes als sensorelementen. "We bereiden onze nanodeeltjes eerst voor met korte DNA-strengen, die elk binden aan een specifiek type eiwit, " legde Janak Prasad uit, die de functionaliseringsmethode heeft ontwikkeld. Wanneer een eiwit aan een van deze speciale DNA-strengen koppelt, aptamers genoemd, het bijbehorende nanodeeltje verandert van kleur. De kleurveranderingen kunnen worden gedetecteerd met behulp van een spectrometer. Voor dit doeleinde, de capillaire buisjes worden onder een ontworpen microscoop geplaatst, gebouwd, en voorzien van de benodigde software door het in Mainz gevestigde team van chemici.

"We demonstreren een nieuwe benadering voor een multiplex-assay die meerdere eiwitten tegelijkertijd detecteert door een vloeistof langs de willekeurig geplaatste gouden nanostaafjes te laten stromen, " legde Christina Rosman uit, eerste auteur van de studie. Het team van JGU's Institute of Physical Chemistry gebruikte vier verschillende doeleiwitten om de levensvatbaarheid van het nieuwe concept aan te tonen, het vermogen om concentraties in het nanomolaire bereik te detecteren, en de mogelijkheid om de sensoren te recyclen voor meer dan één analyse. "We zien het potentieel om onze methode uit te breiden tot de gelijktijdige detectie van honderden of zelfs duizenden verschillende doelstoffen, " beweren de auteurs in hun artikel gepubliceerd in het juni 2013 nummer van het tijdschrift Nano-letters . Een goedkope serieproductie van de sensoren is haalbaar als geavanceerde nanofabricagemethoden zoals nanoprinten of optische trapping worden gebruikt.

Er zijn veel mogelijke toepassingen van een test voor meerdere doelen in een enkele procedure. De goedkope sensoren kunnen direct door artsen in hun praktijken worden gebruikt om verschillende soorten griepvirussen waarmee hun patiënten besmet kunnen zijn, op te sporen en te onderscheiden. In aanvulling, de techniek zou ook geschikt zijn om de aanwezigheid van toxines in het milieu of in voedsel op te sporen, vooral in vloeistoffen zoals melk of babyvoeding, of de aanwezigheid van doping of andere illegale drugs.