Nieuws

Diagnostische nacho’s

Arjen Dijkgraaf | maandag 22 februari 2021

Nanozilverdeeltjes op DNA-origami versterken de fluorescentie van een bioassay voldoende om één enkel molecuul in een bloedmonster te kunnen detecteren met de camera van een smartphone.

Die nanodeeltjes verraden dat Philip Tinnefeld en zijn groep aan de Ludwig-Maximilians-Universität München werken met plasmonresonantie. Al in 2012 kwam Tinnefeld, toen nog werkzaam in Braunschweig, met het idee om dit effect te maximaliseren met DNA-origami, toen een populair wetenschappelijk tijdverdrijf. Hierbij synthetiseer je DNA-strengen met uitgekiende basenvolgordes, die dusdanig op elkaar passen dat ze zich zelfstandig assembleren tot 3D-constructies naar keuze. In dit geval tot een staaf met aan weerszijden aanhechtingspunten voor nanodeeltjes (ongeveer 100 nm diameter), die precies dicht genoeg bij elkaar komen te zitten om tussenin een hotspot te vormen met maximale lichtversterking.

Dat origami is sindsdien wat uit de mode geraakt, maar Tinnefeld blijkt er stug mee te zijn doorgegaan. Samen met zijn postdocs Kateryna Trofymchuk en Viktorija Glembockyte presenteert hij in Nature Communications een eerste praktische toepassing. De origami-antenne is nu T-vormig, zodat de hot spot vrij blijft om een bioassay te monteren. Bij het prototype bestaat dat eveneens uit DNA-strengen, die specifiek een sequentie binden uit de bacterie Klebsiella pneumoniae. Die binding laat een fluorescente marker oplichten, die middenin de hot spot zit.

Er is een kastje bij bedacht met een laser, een verstelbaar tafeltje voor het sample en een lens. De smartphone leg je er bovenop. De onderzoekers schatten dat hun antennes de fluorescentie gemiddeld 74 keer versterken, met uitschieters tot 417 keer. Dat is meer dan voldoende om de lichtflits van één molecuul te registreren.

Ze hebben er ook al een naam voor bedacht: NanoAntennas with Cleared HOtSpots, afgekort NACHOS. Met een ferme knipoog naar Nobelprijswinnaar W.E. Moerner die de guacamole (één mol gedeeld door het getal van Avocado) gebruikt om een hoeveelheid van één molecuul aan te duiden.

KVCV

Lid worden van de KVCV? Ontdek de voordelen!

Logo KVCV

KVCV Facebook

De KVCV is ook op Facebook te vinden:

facebook

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Mens & Molecule.

Meld je nu aan!