14/03/2014 - Nanotechnologie zum Nachweis von Nervengas und Pestiziden

Menéame

Los Organophosphate sind eine Gruppe von chemischen Elementen, die die Kommunikation zwischen Neuronen beeinflussen können, und damit auch den Mechanismus, durch den das Nervensystem Nachrichten an die verschiedenen Organe des Körpers sendet.

Diese Elemente, die in Pestiziden und Nervengasen vorhanden sind, "inhibieren ein Enzym namens Acetylcholinesterese, das für die neuronale Übertragung unerlässlich ist, so dass sie das Nervensystem stark beeinflussen und in sehr geringen Mengen tödlich wirken," so der Forscher CIC biomaGUNE Dr. Valery Pavlov, der sich entwickelt hat zwei Methoden, die sowohl Nervengase als auch Pestizide erkennen können Forschungsarbeiten auf der Grundlage der Aktivität des Enzyms durchgeführt werden.

Beide Forschungen, die in den renommierten wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht wurden NanoToday y The Analyst, sie sind das Ergebnis von mehr als zehn Jahren Arbeit von Valery Pavlov, zunächst in der Hebräische Universität Jerusalem als post-doctoraler Forscher und seit sieben Jahren in CIC biomaGUNE, wo er auch mit anderen Forschern des Forschungszentrums in San Sebastián zusammenarbeitete.

In diesem Zusammenhang konnte zum ersten Mal nachgewiesen werden, dass Enzyme die Form von Halbleiter- und Metall-Nanopartikeln verändern können.

Die erste der beiden Erkennungsmethoden, die von Pavlovs Team durchgeführt wurden, ist die Entwicklung von Sensoren, die auf goldenen Nanopartikeln basieren, die Veränderungen der Aktivität von Acetylcholinesterase erkennen können. Obwohl das entwickelte System nicht in der Lage ist, die spezifische Nervensubstanz zu bestimmen, die das Nervensystem durch die Verwendung verschiedener goldener Nanopartikel (Nanocylinder, Nanosphären und Nanowürfel) beeinflusst hat, zeigt die Methode auf einer Farbskala den Grad der Hemmung des Enzyms.

Dieses System basiert auf der Beziehung zwischen Größe und Form der goldenen Nanopartikel mit der Enzymaktivität, da sich die Form der Goldenen Nanoteilchen ändert, wenn eine inaktive Substanz das Enzym inaktiviert.

Die zweite Methode konzentriert sich auf den Nachweis einer Substanz namens Thiocholin. Das CIC-Team BiomaGune hat dazu eine Methode entwickelt, die Kleine Halbleiterpartikel in Form von Nanokugeln von 2 bis 3 Nanometern, die betroffen sind, wenn Acetylcholinesteresa Thiocholin erzeugt. Die Hemmung des Enzyms führt zu einer charakteristischen Fluoreszenzänderung von Nanopartikeln, die den Nachweis ermöglicht.

Obwohl keine der beiden Methoden in der Industrie eingeführt wurde, eröffnen diese beiden neuen Erkennungssysteme erhebliche Anwendungsmöglichkeiten unter anderem im Bereich der Sicherheit (Erkennung von Nervengasen) oder in der Lebensmittelindustrie (Entwicklung von Tests zur Verhinderung von Pestiziden in Lebensmitteln).

Einer der Hauptvorteile der von CIC biomaGUNE entwickelten Methoden besteht darin, dass sie im Gegensatz zu anderen Methoden wie der Chromatografie auf die chemischen Folgen von Nervengasen und Pestiziden im Nervensystem konzentriert sind und daher nicht auf unbekannte Verbindungen gerichtet sind. Das heißt, diese Systeme werden in der Lage sein, sogar Nervengase oder neu hergestellte Pestizide zu erkennen.

Weitere Informationen:

CIC biomaGUNE

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