Hoe nauwkeuriger we een ziekte kunnen diagnosticeren, hoe groter de kans dat de patiënt overleeft. Daarom werken veel onderzoekers aan het verbeteren van de kwaliteit van het diagnostisch proces. Onderzoekers van het Nano-Science Center, Universiteit van Kopenhagen heeft een methode ontdekt die het proces sneller zal maken, goedkoper en nauwkeuriger. Dit is mogelijk, omdat ze geavanceerde instrumenten die in de natuurkunde worden gebruikt combineren voor onderzoek in de biologie op nanoschaal, twee wetenschappelijke disciplines meestal ver van elkaar verwijderd.

Veel ziekten kunnen worden gediagnosticeerd met behulp van zogenaamde biomarkers. Er zijn stoffen, bijvoorbeeld, dat kan worden gemeten in een bloedmonster, waaruit blijkt dat de patiënt aan de ziekte in kwestie lijdt. Deze biomarkers zijn vaak eiwitten die in zeer kleine hoeveelheden in het bloed worden aangetroffen, waardoor het moeilijk is om ze op te sporen. Door ze te meten, de diagnose is nauwkeuriger en veel ziekten kunnen zeer vroeg worden opgespoord, voordat de patiënt ernstige symptomen ontwikkelt.

Links:elektronenmicroscoopopname van nanodraadbos. Midden:Schema van een enkele nanodraad met eiwitten (rode moleculen) die een ander type eiwitten (groene moleculen) opvangt uit een oplossing. Rechts:typisch fluorescentiemicroscoopbeeld van eiwitten die zijn vastgelegd op nanodraden (van bovenaf gezien).

“We hebben een methode ontwikkeld waarmee we de analyse van de eiwitten optimaliseren. Centraal in deze methode staat het gebruik van nanodraden om de eiwitten vast te houden terwijl we ze analyseren. Het is uniek, " legt Katrine R. Rostgaard uit, een promovendus bij het Nano-Science Center, Afdeling Chemie, Universiteit van Kopenhagen.

Onderzoekers gebruiken normaal gesproken kleine platen om de eiwitten vast te houden wanneer ze moeten worden geanalyseerd, maar door nanodraden te gebruiken, die cilindrische structuren zijn met een diameter van ongeveer 1/1000ste van een mensenhaar, ze voegen een derde dimensie toe aan de steekproef. De nanodraden staan ​​op als een klein bos, waardoor een veel groter oppervlak ontstaat om de eiwitten vast te houden, omdat ze aan alle kanten van de nanodraad kunnen zitten.

"Met grotere oppervlakte, we kunnen meer eiwitten tegelijk vasthouden. Dit maakt het mogelijk om voor meerdere biomarkers tegelijk te meten en het verhoogt het signaal, daardoor een betere kwaliteit van de diagnose, " zegt Katrine R. Rostgaard over de methode, die zojuist in het tijdschrift is gepubliceerd nanoschaal .

Winstgevende methode voor diagnose

Het onderzoek wordt gedaan op nanoschaal op kleine monsters. De bossen van nanodraden worden gebruikt om de eiwitten die ze willen bestuderen direct te vangen. Bij het onderzoeken van de eiwitten, je kunt de nanodraden hergebruiken door meerdere tests uit te voeren op hetzelfde eiwit. Dit vereenvoudigt de workflow in het laboratorium enorm in vergelijking met de conventionele methode, waar onderzoekers elke keer dat ze een nieuwe analyse uitvoeren opnieuw moeten beginnen met een nieuwe plaat om de eiwitten vast te houden. Op deze manier, de methode helpt het diagnostische proces milieuvriendelijker en economisch levensvatbaarder te maken voor gebruik in, bijvoorbeeld, industrie.

"We weten dat verschillende grote biotechbedrijven geïnteresseerd zullen zijn in onze nieuwe methode en potentiële toepassingen zullen vinden. hoewel het verbeteringen vereist voordat het klaar is voor gebruik in de industrie, " legt Karen Martinez uit, onderzoeksgroep leider van de Nanobio groep bij het Nano-Science Center, Afdeling Chemie, Universiteit van Kopenhagen.