Kleinsten Biomarkern auf der Spur

Kleinsten Biomarkern auf der Spur

Video: Lisa Kaltenegger über die neuentdeckten Exoplaneten Kepler-62e und Kepler-62f (Kann 2020).

Anonim

von Physikalisch-Technische Bundesanstalt

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Mikrovesikel sind kleinste Zellelemente, die in allen Körperflüssigkeiten vorhanden sind und sich unterscheiden, je nachdem, ob eine Person gesund oder krank ist. Dies könnte dazu beitragen, zahlreiche Krankheiten, wie z. B. Karzinome, frühzeitig zu erkennen und effizienter zu behandeln. Das Problem ist, dass der Durchmesser der relevanten Mikrovesikel in der Regel unter 100 nm liegt, was sie technisch nachweisbar macht, ihre genaue Größe und Konzentration jedoch kaum zu bestimmen ist.

Ein neues Gerät soll nun die messtechnische Basis für diese vielversprechenden Biomarker liefern. Die von Dectris in Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickelte vakuumtaugliche Version des Pilatus-Hybrid-Pixeldetektors für Röntgenstrahlung ermöglicht nun auch die bisherige Größe von Nanopartikeln schwer zu charakterisieren - mit Röntgenkleinwinkelstreuung bei niedrigen Photonenenergien zu bestimmen. Der Detektor kann auch für andere röntgenbasierte Techniken verwendet werden.

Was diesen Detektor einzigartig macht, ist die Größe seiner gesamten Oberfläche (17 cm × 18 cm) sowie die Tatsache, dass er im Vakuum betrieben werden kann. Der Betrieb des Detektors im Vakuum erhöht die Empfindlichkeit der Messeinrichtung drastisch, da die auf der Probe gestreuten weichen Röntgenstrahlen auf ihrem Weg zum Detektor nicht von Luftmolekülen absorbiert werden. Mit dieser Vorrichtung können nun beispielsweise Experimente zur Größenbestimmung von Nanopartikeln mit Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) auch an den Absorptionskanten der Lichtelemente Calcium, Schwefel, Phosphor oder Silizium bei Photonenenergien unter 5 durchgeführt werden keV mit hoher dynamik und guter räumlicher auflösung.

Der neue Pilatus-Röntgendetektor wird seit einigen Monaten in eigenen Forschungsprojekten der PTB eingesetzt. An der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II in Berlin-Adlershof, in der die PTB seit 15 Jahren ein eigenes Labor betreibt, erarbeiten Wissenschaftler mit dem neuen Detektor beispielsweise die dringend benötigte messtechnische Basis für die Größenbestimmung von Mikrovesikeln . Ein Projekt, das im Rahmen des Europäischen Metrologie-Forschungsprogramms (EMRP) und unter maßgeblicher Beteiligung des Amsterdamer Medizinischen Zentrums in den Niederlanden durchgeführt wird, soll entscheidend dazu beitragen, das Potenzial von Mikrovesikeln für die Früherkennung von Krankheiten voll auszuschöpfen.