30/11/2011 - Nanopartikel aus Kohlenstoff gegen Parkinson

Menéame

Dopaminmangel wirkt sich direkt auf das menschliche Nervensystem aus. Die Konzentration dieses Neurotransmitters zu analysieren ist teuer und erfordert sehr fortschrittliche Geräte, die in der Regel nicht in einer medizinischen Praxis verfügbar sind. Nun hat ein polnisches Wissenschaftlerteam eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, Dopamin in Lösungen einfach und kostengünstig zu erkennen, selbst wenn es Wechselwirkungen aufweist.

Dies ist das Ergebnis des Projekts NOBLESSE (Nanotechnologie, Biomaterialien und alternative Energiequelle für den Europäischen Forschungsraum (EFR)), das mit 3,3 Mio. EUR aus dem Thema "Wissensregionen" des Siebten Rahmenprogramms (7RP) ausgestattet ist. Die Ergebnisse der Arbeit wurden in der Zeitschrift Biosensors and Bioelectronics veröffentlicht.

Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, deckten Wissenschaftler, die dem Institut für Physik der polnischen Akademie der Wissenschaften (IPC PAS, Warschau) angehörten, eine neue Art von Elektroden mit Kohlenstoff-Nanopartikeln auf Silikat-Subteilchen ab. Die Elektroden wurden zur Bestimmung der Dopaminkonzentration in verschiedenen Lösungen in Gegenwart von Harnsäure, Ascorbinsäure und Paracetamol eingesetzt, die bei der Bestimmung von Dopamin Interferenzen hervorrufen.

Dieser Fortschritt bei der Erkennung des Neurotransmitters könnte die Beschaffung von schnellen und kostengünstigen medizinischen Tests erleichtern, die jeder Arzt in seiner Praxis anwenden könnte. Die von diesen Geräten bereitgestellten Informationen würden es ermöglichen, die Wahrscheinlichkeit einer so weit verbreiteten Erkrankungen des Nervensystems wie die Parkinson-Krankheit zu ermitteln.

Die Forscher schufen Elektroden, indem sie Schichten von Silikat- und Kohlenstoff-Nanopartikeln abwechselten. Die Größe dieser Silikate-Subteilchen ist laut Berichten zwischen 100 und 300 Nanometern (Messeinheit entspricht einem Milliardstel eines Meters) unterschiedlich. Da die Elektrizität nicht fährt, werden sie einfach als Rahmen benutzt, der die Oberfläche der Elektrode erweitert. Die Silikateteilchen, die die Arbeitsfläche bilden, die von Elektrizität geleitet wird, sind von einer dichten Schicht von Kohlenstoffnanopartikeln mit einer Größe zwischen 8 und 18 Nanometern bedeckt.

Die Nanopartikel aus Kohlenstoff verfügen über Funktionsgruppen mit negativen Ladungen und die Silika mit positiven Ladungen, erklärte die Doktorandin des IPC PAS Anna Celebanska. Die elektrostatischen Interaktionen zwischen ihnen sind ziemlich intensiv. Wir konnten feststellen, daß durch wiederholtes Eintauchen auf der Oberfläche der Elektrode ein "Sandwich" von bis zu 24 Etagen erhalten werden konnte.

Die Wissenschaftler verwendeten die neuen Elektroden, um Dopamin in Lösungen zu erkennen. Diese mit Kohlenstoff-Nanopartikeln beschichteten Elektroden werden in eine Lösung platziert und dann das elektrische Potenzial eingesetzt. Die Autoren behaupten, Dopamin habe eine elektrochemische Aktivität und könne daher durch Anpassung des Potenzialwertes oxidiert werden.

Die Ergebnisse der Tests, die wir durchgeführt haben, waren positiv, so Celebanska. Es ermöglicht es, diese in Konzentrationen von nur 10-7 Mol pro Liter zu erkennen, auch wenn Stoffe vorhanden sind, die zu Störungen in Konzentrationen von bis zu 10-3 Mol pro Liter führen.

In Bezug auf die Ergebnisse der Studie erklärte Professor Marcin Opallo [z1]: "Diese Methode hat eine natürliche Detektionsgrenze, und das ermöglicht uns, eindeutig festzustellen, ob es im Körper einen Dopaminmangel gibt. Das System ist noch nicht in der Lage, das Ausmaß des Mangels zu erkennen, aber wir beabsichtigen, die Empfindlichkeit der Methode weiter zu erhöhen.

Weitere Informationen sind abrufbar unter:

· Institut für physikalische Chemie der polnischen Akademie der Wissenschaften (IPC PAS): http://www.ichf.edu.pl/indexen.html

· Biosensors and Bioelectronics: http://www.journals.elsevier.com/biosensors-and-bioelectronics/

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