Kemister vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har utvecklat en ny metod för parallell proteinanalys, dvs. i princip, kan identifiera hundratals eller till och med tusentals olika proteiner. Det kan användas för att upptäcka förekomsten av virus och identifiera deras typ i små prover. På samma gång, det är mycket kostnadseffektivt och snabbt.

"Vi ser möjliga tillämpningar av denna teknik inom medicin, där den kan användas, till exempel, för snabb diagnos av ett brett spektrum av sjukdomar. Det skulle vara nästan lika lätt att använda som en graviditetstestremsa, " sa professor Carsten Sönnichsen vid Institutet för fysikalisk kemi. Testet innebär att man placerar en liten droppe blod, saliv, eller annan kroppsvätska på en liten teststicka, som sedan placeras i en apparat utvecklad vid JGU Institute of Physical Chemistry. Denna enhet kan identifiera de specifika proteinerna i vätskan och gör det således möjligt att snabbt och tillförlitligt skilja mellan ofarliga mikroorganismer och farliga patogener.

För att upptäcka de många olika ämnen som finns i ett litet prov, sensorerna måste vara så små som möjligt, helst storleken på nanopartiklar. Sönnichsens team av forskare har designat en sensor som inte är större än huvudet på ett stift men som kan utföra hundra olika individuella tester på en yta som bara är en tiondels kvadratmillimeter i yta. 'Testremsorna' består av glaskapillärrör som har guldnano-partiklar som sensorelement på sina inre ytor. "Vi förbereder först våra nanopartiklar med korta DNA-strängar, som var och en binder till en specifik typ av protein, " förklarade Janak Prasad, som utvecklade funktionaliseringsmetoden. När ett protein dockar med en av dessa speciella DNA-strängar, kallas aptamer, motsvarande nanopartikel ändrar färg. Färgförändringarna kan detekteras med hjälp av en spektrometer. För det här syftet, kapillärrören placeras under ett mikroskop utformat, konstruerad, och försedd med nödvändig programvara av det Mainz-baserade teamet av kemister.

"Vi demonstrerar ett nytt tillvägagångssätt för en multiplexad analys som detekterar flera proteiner samtidigt genom att låta en vätska flöda förbi de slumpmässigt placerade guldnanostavarna, " förklarade Christina Rosman, första författare till studien. Teamet från JGU:s Institute of Physical Chemistry använde fyra olika målproteiner för att visa det nya konceptets livskraft, dess förmåga att detektera koncentrationer i det nanomolära området, och möjligheten att återvinna sensorerna för mer än en analys. "Vi ser potentialen att utöka vår metod till samtidig upptäckt av hundratals eller till och med tusentals olika målämnen, " hävdar författarna i deras artikel publicerad i juninumret 2013 av tidskriften Nanobokstäver . Låg kostnad serietillverkning av sensorerna är möjlig om avancerade nanotillverkningsmetoder som nanoprinting eller optisk fällning används.

Det finns många möjliga tillämpningar av ett test för flera mål i en enda procedur. Lågkostnadssensorerna skulle kunna användas direkt av läkare i deras verksamhet för att upptäcka och särskilja olika typer av influensavirus som deras patienter kan infekteras med. Dessutom, Tekniken skulle också vara lämplig för att upptäcka förekomsten av gifter i miljön eller i livsmedel, särskilt i vätskor som mjölk eller barnmat, eller förekomst av dopning eller andra olagliga droger.