(openPR) Magnetische Nanoteilchen bestehen aus magnetischem Material und haben teilweise Durchmesser von weniger als 50 nm. Erst zweitausend Nanoteilchen nebeneinander ergeben die Breite eines menschlichen Haares. Nanoteilchen sind etwa so groß wie große biochemische Moleküle (z.B. große Proteinkomplexe). Dadurch können sie an viele Stellen vordringen, die für größere Partikel unerreichbar sind. Eine sehr wichtige und häufige Fragestellung in der Biochemie und Molekularbiologie ist die Suche nach Molekülen nur einer spezifischen chemischen Substanz in einer Mischung aus zahllosen, verschiedenen Molekülen. Dies ist also die sprichwörtliche Suche nach der Nadel im Heuhaufen.
Diese aussichtslos erscheinende Aufgabe wird mit magnetischen Nanoteilchen als Markern jedoch extrem erleichtert. Hierzu ist es erforderlich die magnetische Nanoteilchen mit Antikörpermolekülen oder anderen Proteinen so zu beschichten, dass diese spezifisch an die gesuchten Moleküle binden können. Anschließend werden die antikörperbeschichteten, magnetischen Nanoteilchen der Mischung hinzugefügt und machen sich selbstständig auf die Suche nach den Zielmolekülen, die sie nach kurzer Zeit gebunden haben.
Wird nun von außen ein geeignetes magnetisches Feld angelegt, lassen sich alle magnetischen Nanoteilchen inklusive der gebundenen Zielmoleküle einsammeln. Die Beschichtung magnetischer Nanoteilchen ist ein komplexer, zeitaufwendiger Prozess, bei dem die Teilchen durch viele Puffer- und Reagenzlösungen geschleust werden müssen, bevor es zu einer erfolgreichen Beladung mit den gewünschten Molekülen kommt. Dieser Prozess wird in der Regel in Batchreaktoren über viele Stunden durchgeführt.
Es konnte nun gezeigt werden, dass mit dem KEYCHEM L Mikroreaktorsystem von YMC eine Beladung der Nanopartikel mit Proteinen in wesentlich kürzerer Zeit erreicht werden kann. Im Gegensatz zum Batchverfahren erfolgte die Beschichtung hier in kontinuierlicher Reaktionsführung. Ein Fluidstrom mit möglichst homogen verteilten Nanopartikeln wird in einem Mikro-mischer mit dem zur Beschichtung vorgesehenen Protein intensiv durchmischt. Die Beschichtungsreaktion wurde bei unterschiedlichen Tempera-turen (60 bis 90°C) und Flussraten (Reaktionszeiten) durchgeführt. Erwartungsgemäß wurden, je nach den gewählten Reaktionsbedingungen, unterschiedliche Beschichtungsergebnisse erhalten.
Grundsätzlich konnte gezeigt werden, dass eine Beschichtung von magnetischen Nanopartikeln mit Proteinen in einem mikrofluidischen System möglich ist. Die Vorteile liegen unter anderem in der erheblichen Zeitersparnis. Hier stehen wenige Minuten Reaktionszeit gegen viele Stunden im Batchreaktor, sowie in den besser kontrollierten Reaktionsbedingungen der kontinuierlich durchgeführten Reaktion.
Gerne informieren wir Sie über weitere Einzelheiten oder stellen Ihnen ein KEYCHEM L System für Ihre eigenen Experimente zur Verfügung. Zu weiteren Informationen steht Ihnen Herr Pückler von YMC Europe GmbH gerne zur Verfügung.
