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Ausschnitt einer Liposomenmembran (gelb/blau) mit künstlichen Rezeptoren (rot). Eingelagerte Farbstoffmoleküle (schwarz/grün) werden durch die Anbindung von kleinen Biomolekülen (grau) reorganisiert, wodurch eine ursprünglich nur schwach gefärbte Lösung der Partikel stark aufleuchtet (vgl. die beiden Reaktionsgefäße in Ab- und Anwesenheit der zu analysierenden Substanz).
[Bildquelle: Universität Regensburg]
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Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts haben nun Regensburger Wissenschaftler um Prof. Dr. Burkhard König und Benjamin Gruber vom Institut für Organische Chemie der Universität Regensburg in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau künstliche Rezeptoren bzw. Nanosensoren entwickelt. Diese verfügen über synthetische Bindungsstellen und bilden künstliche Membranen in Form von „Bläschen“ - kugelförmigen Anordnungen aus oberflächenaktiven Molekülen (Liposomen) - aus. Binden andere Moleküle an diese „Bläschen“, dann verdrängen sie Farbstoffmoleküle, die in den Nanosensoren eingelagert sind. Daraufhin ändern die Nanosensoren ihre optischen Eigenschaften und leuchten auf. Zu analysierende Moleküle können auf diese Weise sichtbar gemacht und erkannt werden. Der entscheidende Vorteil der neuen Nanosensoren liegt in ihrer einfachen und kostengünstigen Herstellung. Ihre Zusammensetzung kann zudem - über einen Baukasten aus unterschiedlichen Fetten (Lipiden) und verschiedenen Farbstoffen - leicht verändert und angepasst werden. Dadurch eignen sich die Nanosensoren für eine ganze Reihe von analytischen Verfahren bei der Untersuchung von Zelleigenschaften. Derzeit konzentrieren sich die Forscher darauf, noch komplexere Strukturen und größere Biomoleküle erkennen zu können. Langfristiges Ziel ist der Einsatz der neuen Sensoren auf Proteinoberflächen. Dadurch könnte in der Zukunft eine universelle Methode zur Herstellung von künstlichen Antikörpern entwickelt werden. Die ersten Forschungsergebnisse der Wissenschaftler wurden vor wenigen Tagen in der renommierten Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht:
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