Een Duits-Frans team onder leiding van Prof. Dr. Jan C. Behrends en Dr. Gerhard Baaken van de Universiteit van Freiburg en Dr. Abdelghani Oukhaled van de Universiteiten van Evry en Cergy-Pontoise heeft een methode ontwikkeld waarmee de grootte van individuele moleculen. Om dit te doen, gebruikten de onderzoekers het eiwit aerolysine van de bacterie Aeromonas hydrophila in plaats van het eerder gebruikte eiwit, alfa-hemolysine van de bacterie Staphylococcus aureus. De methode blijft ongewijzigd:het eiwit vormt een porie in een kunstmatig celmembraan. De onderzoekers brengen het molecuul waarvan ze de grootte willen meten in deze porie door er een ionenstroom doorheen te leiden. Het molecuul blokkeert deze stroom gedeeltelijk - vergelijkbaar met de manier waarop een object dat wordt verlicht door een schijnwerper een schaduw werpt. De rest van de ionenstroom, die door de porie komt, kan vervolgens worden gebruikt om het molecuul te meten. "De nieuwe porie is veel geschikter om het hele groottebereik van moleculen te bepalen, ’, zegt Behrends.

De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift ACS Nano .

Het belangrijkste voordeel van de nieuwe methode is dat polymeren - ketenmoleculen bestaande uit herhalende elementen - veel langer dan een milliseconde in de nieuwe porie blijven, terwijl ze slechts minder dan een milliseconde in de hemolysine-porie blijven. Met de methode kunnen wetenschappers het verschil in grootte bepalen tussen twee moleculen die slechts op één schakel van de keten van elkaar verschillen. Polymeren zoals de in water oplosbare, niet giftig, en niet-allergeen polyethyleenglycol hebben een breed scala aan toepassingen in de geneeskunde en biotechnologie. Bijvoorbeeld, ze kunnen de stabiliteit van medicinale middelen verbeteren. Dit vereist nauwkeurige informatie over hoe groot de schakels van de keten in het molecuul zijn en hoe ze zijn verdeeld. De nieuwe en verbeterde methode is in staat om deze informatie te verstrekken - zelfs in het geval van korte ketens waarvan de grootte bijna niet te onderscheiden was met de porie die eerder voor dit doel werd gebruikt. "De technische haalbaarheid van deze methode voor het bepalen van de grootte van in water oplosbare polymeren is dus nu binnen bereik, ’, zegt Behrends.

Het onderzoek werd gefinancierd door de internationale onderzoeksgroep Soft Matter Science van de Universiteit van Freiburg en Ionera Techologies GmbH, een spin-off van de Universiteit van Freiburg. Primaire auteur Gerhard Baaken is ook de CEO van Ionera. Jan C. Behrends leidt de Membrane Physiology and Technology Working Group aan het Institute of Physiology van de Faculteit der Geneeskunde van de Universiteit van Freiburg.