Forscher entwickeln genauere Methode der imprinting-Proteine

Es wird immer schwieriger werden für die protein-Moleküle, anonym zu bleiben, und immer einfacher für ärzte und Patienten zu erkennen, die frühen Stadien der latenten Krankheiten. Forscher am Institut für Physikalische Chemie der polnischen Akademie der Wissenschaften in Warschau und der Universität von North Texas in Denton perfektioniert haben eine Methode zur Herstellung dünner Erkennung von Filmen, die in der Lage sind zu erkennen, spezifische Proteine. Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung der Bau von low-cost-chemischen sensoren, die Identifikation auch geringe Konzentrationen von protein-Krankheit Marker in Körperflüssigkeiten.

Molekülen einer ausgewählten chemischen Verbindung kann erkannt werden, sogar bei sehr niedrigen Konzentrationen, die durch molekular imprinted Polymers (MIP) – Detektoren mit entsprechend konstruiert Gruben. Diese Gruben, die sogenannten molekularen Hohlräumen, die nur für den Abgleich von Molekülen, die haben eine Form und Größe, ist die gleiche wie das original-Molekül, das zuvor ‚eingeprägt‘ es – und Sie sind wie eine Sperre gewählt, für den der Schlüssel, der Sie öffnet. Vorbereitung von molekular imprinted polymers mit Hohlräumen, mit einer Form, entspricht der einfachen Moleküle ist nicht ein großes problem heute. Probleme entstehen jedoch, im Fall von sehr großen Molekülen wie Proteinen. Die Hohlräume sind dann so groß, dass die Moleküle andere als jene, die verwendet wird, um die MIP können auch in Ihnen stecken.

„Im Institut der Physikalischer Chemie des PAS haben wir perfektioniert ein Verfahren zur Herstellung von molekularen Hohlräumen in molekular imprinted polymers in einer solchen Weise, dass es kann erfolgreich verwendet werden für die Prägung von verschiedenen Proteinen. Nicht nur, dass unsere „chemischen Schlösser“ sind jetzt viel besser! Sie müssen nicht nur die Formen, die genau entsprechend der aufgedruckten Moleküle, Sie sind tatsächlich aktive: bestimmte Punkte des cavity ’stick‘, elektrostatisch auf die entsprechenden Teile des aufgedruckten Molekül,“ sagt Dr. Eng. Maciej Cieplak (IPC-PAS).

Die bisherige Methode der Herstellung von molekular imprinted polymers aus mehreren Phasen Bestand. Zuerst werden die Proteine werden eingeprägt wurden platziert in einer Lösung mit sorgfältig ausgewählten Monomeren, das heißt, die grundlegenden „Bausteine“ bilden könnten, die polymer – durften spontan ordnen sich rund um die protein-Moleküle. Anschließend wurde das Gemisch dann einer Polymerisation. Bei der letzten Stufe, die Molekül-keys wurden entfernt so angelegt, gehärtet Struktur.

„Der größte Nachteil des traditionellen Ansatzes ist, dass die funktionellen Monomere sind Recht Locker gebunden an die Oberfläche des proteins. Also eine bedeutende Anzahl von Ihnen angeordnet sind, ganz zufällig über das polymer. Die Hohlräume damit entspricht die Molekül-Taste praktisch nur in der Form. Aus diesem Grund wird ein sensor mit solchen MIP reagieren konnte, um die Anwesenheit von verbindungen, deren Moleküle zeigten eine Tendenz, welche sich in den Hohlräumen für die komplett zufällige Gründe“, erklärt Dr. Cieplak.

Die Forscher vom IPC-PAS entwickelt haben, eine genauere Methode der Prägung Proteine, die Sie bebilderte Verwendung von albumin als ein Beispiel. Albumin ist das grundlegende protein-Komponente von plasma in das Blut, wo ist es verantwortlich für, unter anderem, den transport von bestimmten Substanzen. Die Anwesenheit von albumin im Urin zeigt an, Nierenversagen, am häufigsten im Zusammenhang mit diabetes oder Bluthochdruck.

In der neuen Methode, die Forscher vom IPC-PAS erste gemeinsame funktionelle Monomere, vorbereitet von der Gruppe von Prof. Francis D ‚ Souza von der University of North Texas, mit der Moleküle von albumin durch Chemische Bindungen, nach denen Sie entfernt das überschüssige Monomere. Erst nach diesem Schritt wurden die Vernetzungs-Monomeren Hinzugefügt, die Lösung wurde polymerisiert, und die Molekül-keys wurden entfernt aus der resultierenden polymer. Die molekularen Hohlräume, die dazu geführt passte der original-Moleküle nicht nur in Form sondern auch in der Anordnung der Seiten, gebunden elektrostatisch an die template-Molekül.

Die polymer-Schichten mit molekularen Hohlräume entsprechend albumin erzeugt wurden, bei der IPC-PAS auf gold-Elektroden. Die Schichten hatten eine Dicke von ca. 200 Nanometern mit cavity Abmessungen von ca. 5 Nanometern. Wenn eine Elektrode, die hergestellt worden war, in dieser Art und Weise war eingetaucht in eine Lösung, in der das albumin vorhanden war, im Laufe der Zeit, Moleküle, die von ihm hinterlegt wurden in der MIP-Hohlräume. Dies führte zu der relativ einfache Nachweis einer änderung im Stromfluss. Die Selektivität dieser Messung sehr hoch war. Wenn albumin vorhanden war, war der MIP-abgestimmt auf albumin erzeugt ein signal mindestens um ein Vielfaches stärker als im Falle von Interaktion mit anderen, ähnlichen Proteine.

Ein wichtiger Vorteil von MIPs präpariert durch die neue Methode ist Ihre Haltbarkeit. Nach einer Messung des MIP-Kavitäten entleert werden kann und eine weitere Messung durchgeführt. Tests am IPC-PAS haben gezeigt, dass die MIP verwendet werden können, sogar Dutzende Male, bevor die Struktur des Polymers ist beschädigt.

„Die Detektion von albumin, zwar wichtig, ist nur eine demonstration der Methode. Was am wichtigsten ist, dass wir jetzt ein Werkzeug, das uns beim Aufbau molekular imprinted polymers mit Hohlräumen matching praktisch jedem protein. Von hier aus ist es nur ein Schritt zu der Konstruktion mit leicht zugänglichen, erschwinglichen und kleine wiederverwendbare sensoren, die Reaktion auf selbst minimale Konzentrationen des protein-Marker von vielen Krankheiten, die wir heute sind, erkennen zu spät,“ erklärt Prof. W?odzimierz Kutner (IPC-PAS) abschließt.

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