Kohlenstoff-Nanopartikel gegen Parkinson
Ein Problem, welches das menschliche Nervensystem betrifft, ist der Dopamin-Mangel. Doch das Testen der Dopamin-Konzentration ist kostspielig und erfordert hoch entwickelte Ausrüstung, die in einer Arztpraxis nicht vorhanden ist. Polnische Wissenschaftler haben jetzt eine Methode entwickelt, die Dopamin auf einfache und kostengünstige Weise in Lösungen bestimmen kann, selbst bei Interferenzen. Die Studie ist ein Ergebnis des Projekts NOBLESSE ("Nanotechnology, biomaterials and alternative energy source for the European Research Area (ERA))", das mit 3,3 Mio. EUR im Rahmen des Themenbereichs "Wissensregionen" des Siebten Rahmenprogramms der EU (RP7) finanziert wurde. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Biosensors and Bioelectronics veröffentlicht. Wissenschaftler am Institut für Physikalische Chemie der Polnischen Akademie der Wissenschaften (IPC PAS) in Warschau beschichteten neue Elektroden mit Kohlenstoff-Nanopartikeln, die auf Silikat-Submikropartikeln aufgebracht waren, um das gezielte Ergebnis zu erhalten. Sie verwendeten die Elektroden zur Bestimmung der Dopamin-Konzentration in Lösungen in Gegenwart von Harnsäure, Ascorbinsäure und Paracetamol, Substanzen, die die Dopamin-Analyse behindern. Diese neueste Entwicklung zur Feststellung von Dopamin könnte den Weg für schnelle und preiswerte medizinische Tests freimachen, die Ärzte sogar in ihrer Praxis verwenden könnten. Diese Informationen unterstützen Ärzte bei der Diagnose, ob bei einem Patienten eine Erkrankung des Nervensystems wie Parkinson vorliegen könnte. Die Forscher entwickelten die Elektroden durch abwechselnde Schichten aus Silikat-Submikropartikeln und Kohlenstoff-Nanopartikeln. Dem Team zufolge reicht die Größe der Silikat-Submikropartikeln von 100 Nanometer bis 300 Nanometer (milliardstel Teile eines Meters). Da sie nicht leitend sind, werden sie nur als Rahmen zur Verlängerung der Elektrodenfläche verwendet. Kohlenstoff-Nanopartikel, die zwischen 8 und 18 Nanometer groß sind, bedecken die Silikat-Partikel, die die eigentliche leitende Arbeitsfläche bilden. "Kohlenstoff-Nanopartikel haben negativ geladene funktionelle Gruppen und die Silikate dagegen positiv geladene", erklärt Doktorandin Anna Celebanska vom IPC PAS. "Die elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen diesen Schichten sind ziemlich stark. Wir haben geprüft, dass durch wiederholte Immersion ein 'Sandwich' aus bis zu 24 Schichten auf der Elektrodenoberfläche erzielt werden kann." Die Wissenschaftler wandten die neuen Elektroden für die Dopaminbestimmung in Lösungen an. Die mit Kohlenstoffnanopartikeln beschichteten Elektroden werden in eine zubereitete Lösung eingeführt und anschließend wird elektrisches Potential angewandt. Dopamin ist elektrochemisch aktiv und kann durch Anpassung des potenziellen Werts oxidiert werden. "Die Ergebnisse der durchgeführten Tests waren sehr gut", so Celebanska. "Unsere Methode gehört zu den empfindlichsten Methoden für die Dopaminbestimmung. Mit ihr lassen sich Dopamin-Konzentrationen erkennen, die bei 10-7 Mol pro Liter liegen, in der Gegenwart von Interferenzen in Konzentrationen von bis zu 10-3 Mol pro Liter." Professor Marcin Opallo [z1] kommentiert die Studienergebnisse folgendermaßen: "Die Methode hat eine natürliche Nachweisgrenze, und deshalb können wir auf Dopamin-Mangel im Körper schließen. Wie groß ist der tatsächliche Mangel? Im Moment können wir die Frage nicht beantworten. Wir hoffen jedoch, die Sensibilität der Methode weiter erhöhen zu können."Weitere Informationen finden Sie unter: Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences (IPC PAS): http://www.ichf.edu.pl/indexen.html Biosensors and Bioelectronics: http://www.journals.elsevier.com/biosensors-and-bioelectronics/
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Polen