Viren erkennen durch neuartige Nanotechnologie-Methode

(Nanowerk News) Forschende der Universit├Ąt Basel und der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) haben eine Methode entwickelt, um mithilfe eines neuartigen nanotechnologischen Verfahrens Viren zu erkennen. Das Verfahren k├Ânnte zur Herstellung von Viren, aber auch zur Diagnostik und Therapie verschiedener Krankheiten eingesetzt werden. Die Ergebnisse der Arbeiten werden in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature Communication ("A synthetic nanomaterial for virus recognition produced by surface imprinting") ver├Âffentlicht.
Siliziumkugeln
Unter dem Rasterkraft-Mikroskop: Die Siliziumkugeln (blau) haben einen Durchmesser von etwa 400 Nanometern. An ihre Oberfl├Ąche werden mithilfe eines neuartigen nanotechnologischen Verfahrens Viren (rosa) gebunden (Foto: Alessandro Cumbo, Artwork: Martin Oeggerli/www.micronaut.ch)
Der wesentliche Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass die Forschenden damit mit Viren, also verh├Ąltnism├Ąssig grossen Biomolek├╝len, arbeiten k├Ânnen und dass nicht nur kleine Molek├╝le erkannt werden. Zudem ist die Virenerkennung genauer. Methoden, die kleine Molek├╝le erfassen k├Ânnen, gibt es viele ÔÇô die relativ grossen Viren sind mit Nanomaterialien deutlich schwieriger nachzuweisen.
Partikel mit Virus-Muster
Prof. Patrick Shahgaldian von der FHNW und sein Team haben nun eine Methode entwickelt, um Partikel herzustellen, die das Muster eines Virus auf der Oberfl├Ąche tragen. Dazu stellen die Wissenschaftler Abdr├╝cke von nat├╝rlichen Viren in einem k├╝nstlichen Material her. Sie entfernen darauf die Viren, und zur├╝ck bleibt ein Abdruck, der gleiche Viren sowohl an der Form wie auch an den chemischen Eigenschaften erkennen und auch binden kann.
Konkret binden die Forschenden zun├Ąchst Viren an eine Nanokugel aus Silizium und geben danach eine Mischung aus Kohlenstoff und Silizium (Organosilane) dazu. Diese Organosilane haben ├ähnlichkeiten mit Aminos├Ąuren, den Bausteinen der Proteine, aus denen die Virenh├╝lle besteht. Sie bilden eine d├╝nne Schicht um die Siliziumkugel und um die Viren, deren Dicke genau kontrolliert werden kann. Ist die gew├╝nschte Schichtdicke erreicht, werden die Viren abgesch├╝ttelt, worauf die Oberfl├Ąche mit den Virenabdr├╝cken zur├╝ckbleibt.
Viren binden an Partikel
Die Forschenden k├Ânnen die Gr├Âsse der Virenabdr├╝cke selbst bestimmen und dabei festlegen, wie viele Kontaktpunkte das Material mit den Viren haben soll. Damit bestimmen sie, wie stark ein zu erkennender Virus sp├Ąter an den Abdruck binden soll. Die spezielle Zusammensetzung der Organosilane erm├Âglicht etwa den selektiven Nachweis von sehr geringen Virenkonzentrationen im Wasser.
Weiterf├╝hrende Experimente haben gezeigt, dass die Methode auch in schmutzigen L├Âsungen funktioniert. Die Bindungsstellen erkennen und binden selektiv nur die von den Wissenschaftlern gew├╝nschten Viren. Die Forschenden vom Swiss Nanoscience Institute (SNI) an der Universit├Ąt Basel haben damit einen Meilenstein in der Herstellung von k├╝nstlichen Materialien zur Erkennung und Bindung von Viren erreicht.
Source: Universit├Ąt Basel
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