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15.06.2015

Bakterienprotein ermöglicht präzise Größenbestimmung einzelner Moleküle


Ein deutsch-französisches Team um Prof. Dr. Jan C. Behrends und Dr. Gerhard Baaken von der Universität Freiburg und Privatdozent Dr. Abdelghani Oukhaled von den Universitäten Evry und Cergy-Pontoise hat ein Verfahren weiterentwickelt, mit dem die Größe einzelner Moleküle präzise messbar ist. Die Forscher verwenden dazu das Protein Aerolysin aus dem Bakterium Aeromonas hydrophila anstelle des bislang gängigen Proteins alpha-Hämolysin aus dem Bakterium Staphylococcus aureus. Die Methode bleibt unverändert: Das Protein bildet eine Pore in einer künstlichen Zellmembran. In diese Pore geben die Forscher das Molekül, dessen Größe sie messen wollen. Dazu leiten sie einen Ionenstrom durch die Pore. Das Molekül blockiert diesen Strom teilweise - ähnlich wie ein Gegenstand, der von einem Scheinwerfer beleuchtet wird und einen Schatten wirft. Anhand des restlichen Ionenstroms, der durch die Pore gelangt, ist es möglich, das Molekül zu vermessen. "Die neue Pore ist weit besser geeignet, um das gesamte Größenspektrum von Molekülen zu bestimmen", sagt Behrends.

Der entscheidende Vorteil: Polymere - aus sich wiederholenden Einheiten zusammengesetzte Kettenmoleküle - halten sich in der neuen Pore deutlich länger als eine Millisekunde, während die Verweildauer in der Hämolysin-Pore weniger als eine Millisekunde beträgt. Das Verfahren erlaubt es damit beispielsweise, der Größenunterschied zwischen zwei Molekülen, die sich nur durch ein Kettenglied unterscheiden, zu bestimmen. Polymere wie das wasserlösliche, nicht-toxische und nicht-allergene Polyethylenglykol finden in Medizin und Biotechnologie vielfältige Anwendung, etwa um die Stabilität von Arzneistoffen zu erhöhen. Dazu sind präzise Informationen über die Verteilung der Kettenlängen im Molekül erforderlich. Das nun verbesserte Verfahren kann diese Informationen liefern - sogar bei kurzen Ketten, die mit der vorherigen Pore kaum zu messen waren. "Damit rückt die technische Anwendbarkeit dieser Methode zur Größenbestimmung wasserlöslicher Polymere in greifbare Nähe", sagt Behrends.

Ionera Technologies, ein Start-Up aus der Universität Freiburg, erhält den ACHEMA-Gründerpreis 2015 in der Kategorie Messtechnik/Analytik. Die Auszeichnung ist mit 10.000 Euro dotiert und wird jährlich auf der Internationalen Leitmesse der Prozessindustrie ACHEMA verliehen. Ionera erhält derzeit eine Förderung über den EXIST-Forschungstransfer, ein Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie, und war zuvor schon beim Wettbewerb Science4Life Venture Cup 2013 sowie beim Freiburger Innovationspreis 2012 erfolgreich. Geschäftsführer des Unternehmens ist Dr. Gerhard Baaken aus der Arbeitsgemeinschaft Membranphysiologie und -technologie des Physiologischen Instituts, die von Prof. Dr. Jan C. Behrends geleitet wird. Das Gründerbüro der Universität Freiburg hat den Aufbau des Start-Ups Ionera Technologies unterstützt, das am 15.6.2015 den ACHEMA-Gründerpreis 2015 in der Kategorie Messtechnik/Analytik erhielt. Die Auszeichnung ist mit 10.000 Euro dotiert und wird jährlich auf der Internationalen Leitmesse der Prozessindustrie ACHEMA verliehen. Ionera erhält derzeit eine Förderung über den EXIST-Forschungstransfer, ein Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie, und war zuvor schon beim Wettbewerb Science4Life Venture Cup 2013 sowie beim Freiburger Innovationspreis 2012 erfolgreich.

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Quelle: Universität Freiburg




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