Schnelle Analyse durch Nano-Heizplatten

Dem Physiker Joachim Stehr von der Ludwig-Maximilians- Universität (LMU) München ist es mit anderen Wissenschaftlern gelungen, ein neues Verfahren zu entwickeln, das Gen-Defekte aufspürt. Der Trick: die DNA wird mit Gold-Nanoteilchen verbunden, die mittels eines Laserpulses zu winzigen Heizplatten werden.

Fehlerhafte Sequenzen in der DNA führen als Nebeneffekt zu einer herabgesetzten Schmelztemperatur der DNA. An den Fehlstellen passen nämlich die beiden DNA-Stränge nicht genau zusammen. Daher trennen sie sich schon bei niedrigeren Temperaturen voneinander als bei einer intakten DNA.

Diesen Effekt kann man zum Nachweis von DNA-Defekten nutzen, indem man die Schmelzkurve misst. Dazu isoliert man zunächst den maßgeblichen DNA-Abschnitt und vervielfältigt ihn dann in einer Polymerase- Kettenreaktion. Die DNA-Stücke werden anschließend mit Gold-Nanopartikeln verbunden. Dadurch bildet sich ein Knäuel aus DNA und Gold-Partikeln.

Anstatt wie bisher die Probe von außen in einem Wasserbad langsam aufzuheizen, werden nun die Gold-Nanoteilchen als Heizung benutzt, die ja sowieso schon in der Probe enthalten sind. Alles was man dazu braucht, ist ein zusätzlicher Laser. Mit einem kurzen Licht-Impuls lassen sich die Nanoteilchen sehr schnell aufheizen. Und da sie sich in direkter Nähe der DNA-Moleküle befinden, werden auch diese sehr effektiv und schnell erwärmt. Entscheidend ist, dass der Großteil der umgebenden Lösung während der Messung nicht erhitzt werden muss. Mit einem Messlaser wird dann die zeitliche Entwicklung der Absorption ermittelt. Das Ganze kann man mit unterschiedlich intensiven Laserimpulsen durchführen und damit die Wärmezufuhr variieren.

COMPAMED.de; Quelle: Ludwig-Maximilians-Universität München