Thermoinduktion

// Diagnostik // Life Sciences // Medizin und Pharma // Rote Biotechnologie
Ref-Nr: 13252

Einleitung / Abstract

Neue Messmethode für die Biotechnologie, Medizin und pharmazeutische Industrie zum Testen von Wirkstoffen an Ionenkanälen von human-pathogenen Mikroorganismen.

Abb. 1: Prinzip Thermoinduktion

Hintergrund

Mit der Herstellung rekombinant (biochemisch) erzeugter und gereinigter Kanäle, Transporter und Rezeptoren sind Aktivitätstests für Hochdurchsatzaktivitätstests erforderlich. Die Aktivität dieser Membranproteine wird dann oft elektrophysiologisch oder über Tracer („Fährtenfinder“) nachgewiesen. Dies ist aber aufwendig und kompliziert und kann bedingt durch die Messtechnik mit Artefakten behaftet sein. Ein weiteres Problem ist die Aktivierung der Ionenkanäle, da diese bisher elektrisch oder über Liganden angesteuert werden müssen. Bisher unterlagen diese Transportstudien keiner systematischen Ansteuerung,in der das An-Aus-Verhalten eines Kanals über Temperaturgradienten genutzt wurde, um die Funktion des gereinigten Kanalproteins, beispielsweise für Inhibitortests zu gewinnen.

Problemstellung

Mit der Herstellung von rekombinant erzegter und gereinigter Kanäle, Transporter und Rezeptoren sind Aktivitästests für Hochdurchsatzaktivitätstests wünschenswert. Die Optimierung dieser Herstellung ist aufwändig und komplex.

Lösung

Neu ist, dass die übliche Kanalaktivierung mittels Spannung durch die Temperatur ersetzt und so eine lokale Applikation in der Mikrotiterplatte ermöglicht wird. Bei diesem Verfahren liegen die Ionenkanäle gereinigt und funktionell rekonstruiert in Lipidvesikeln vor. Für die optische Messung enthalten die kanalhaltigen Lipidvesikel einen Farbstoff, der entweder selbst durch den Ionenkanal transportiert wird oder transportierte Ionen detektiert. Ein Puls, der als Temperatur oder aber auch akustisch (opto-akustisch) applizierbar ist, führt zur Öffnung der Kanäle. Zwingend für die messtechnische Umsetzung ist die Etablierung von Ionen bzw. Farbstoffgradienten zwischen Vesikel und externer Lösung. Nach dem Temperatur-(Akustik)puls und der unmittelbaren Kanalöffnung werden bestehende Gradienten ausgeglichen, die dann als Farbstoffsignal detektiert werden können. Nur aktive Kanäle führen zu entsprechenden Signalen, welche in Abbildung 1 dargestellt sind.

Vorteile

breite Screeningmethode (kostengünstig) breite Einsatzmöglichkeiten (preiswertes Verfahren) Zugang zu einer rascheren Datenerfassung Spezifität zu Ionenkanälen, die bisher nicht so zugänglich waren nicht invasiv (eindringend) – Zellen-/Ionen-kanäle bleiben unversehrt geringere Störanfälligkeit

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