Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit von Verbundpolymerpartikeln, die mit Goldnanopartikeln verziert sind, hat eine Forschergruppe ein genaueres Mittel zum Testen auf Infektionskrankheiten entwickelt. Details ihrer Forschung sind veröffentlicht im Tagebuch Langmuir.
Die COVID-19-Pandemie hat den Bedarf an schnellen und zuverlässigen Tests auf Infektionskrankheiten in großer Zahl verstärkt. Bei den meisten heute durchgeführten Tests handelt es sich um Antigen-Antikörper-Reaktionen. An Antikörper werden Fluoreszenz-, Absorptions- oder Farbpartikelsonden angebracht. Wenn die Antikörper am Virus haften, machen diese Sonden das Vorhandensein des Virus sichtbar. Insbesondere die Verwendung von farbigen Nanopartikeln ist für ihre hervorragende Visualität sowie ihre einfache Implementierung bekannt, da für die Durchführung von Lateral-Flow-Tests nur wenig wissenschaftliche Ausrüstung erforderlich ist.
Goldfarbene Nanopartikel (AU-NP) werden aufgrund ihrer hohen chemischen Stabilität und einzigartigen Plasmonenabsorption häufig als Sonden in Immunoassay-Tests eingesetzt. Sie zeichnen sich durch eine extreme Vielseitigkeit aus, da ihre Farben je nach Größe und Form variieren. Darüber hinaus kann ihre Oberfläche durch den Einsatz von Thiolverbindungen modifiziert werden.
Herkömmliche Tests, die AU-NP verwenden, müssen häufig die optische Dichte von AU-NP verstärken, damit Wissenschaftler die Stärke des Signals, das durch die Wechselwirkung zwischen Antikörpern und der Zielsubstanz erzeugt wird, leicht messen können.
Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist die Zugabe weiterer Goldnanopartikel. Da Nanopartikel jedoch winzig sind, ist eine große Menge erforderlich, um ein ausreichend starkes Signal für eine genaue Erkennung zu erhalten.
Um dieses Problem zu lösen, schlugen die Forscher eine neue Methode namens selbstorganisierte Ausfällung (SORP) vor. SORP löst Polymere in organischen Lösungsmitteln auf, bevor eine Flüssigkeit hinzugefügt wird, die die Polymere nicht gut löst, wie z. B. Wasser. Nachdem das ursprüngliche organische Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt wurde, fügen sich die Polymere zu winzigen Partikeln zusammen.
„Mithilfe von mit Goldnanopartikeln dekorierten Polymeren (GDNP), die von SORP zusammengestellt wurden, wollten wir herausfinden, wie effektiv sie beim Nachweis des Influenzavirus sind und ob sie eine verbesserte Empfindlichkeit beim Nachweis von Antigen-Antikörper-Reaktionen bieten“, erklärt Hiroshi Yabu, Co-Autor Autor des Artikels und Professor am Advanced Institute for Materials Research (AIMR) der Tohoku-Universität. „Und das tat es. Unsere Methode führte zu einer höheren optischen Dichte als die ursprünglichen AU-NPs und GNDPs, die mit kleineren AU-NPs dekoriert waren.“
Die Ergebnisse von Yabu und seinen Kollegen bestätigen, dass GNDP-Partikel einen breiten Nutzen haben, der über Laborumgebungen hinaus bis hin zu Diagnoseszenarien in der realen Welt reicht.
Mehr Informationen:
Hiroshi Yabu et al., Mit Goldnanopartikeln dekorierte Polymerpartikel für Immunoassay-Sonden mit hoher optischer Dichte, Langmuir (2024). DOI: 10.1021/acs.langmuir.3c03890