Modulaire DNA-structuren vernieuwen flexibele biosensoren voor medische diagnostiek en milieubewaking

AmsterdamOnderzoekers aan de LMU hebben een innovatieve methode ontwikkeld voor het bouwen van flexibele biosensoren, wat aanzienlijke gevolgen kan hebben, met name voor de medische diagnostiek. Voorheen moesten biosensoren specifiek op maat worden gemaakt voor hun toepassing, wat hen minder flexibel maakte en meer tijd kostte om te ontwikkelen. Onder leiding van chemicus Philip Tinnefeld maakt deze nieuwe aanpak gebruik van een DNA-structuur om sensoren te creëren die kunnen worden aangepast aan verschillende moleculen en concentratieniveaus.

Belangrijke kenmerken van dit innovatieve ontwerp zijn onder andere:

• Een modulair DNA-origami framewerk met een flexibel scharniermechanisme.
• Twee armen voorzien van fluorescerende kleurstoffen om afstandsveranderingen te meten via FRET.
• De mogelijkheid om aangrijpingspunten te bevatten voor diverse biomoleculaire doelen zoals nucleïnezuren, antilichamen en eiwitten.

Dit ontwerp is fascinerend omdat het aanzienlijk van vorm verandert tussen de gesloten en open standen. Het beweegt van een compacte positie naar een spreiding tot wel 90°, wat heldere en nauwkeurige signalen oplevert. Dit is een grote verbetering ten opzichte van eerdere systemen, die vaak minder duidelijke resultaten hadden door hun beperkte vormverandering.

Lees ook:

Vandaag · 15:32

Bijenhekken beschermen gewassen tegen olifanten, maar staan voor toekomstige uitdagingen in veranderend landschap

Het gebruik van meerdere aanhechtingspunten verhoogt de gevoeligheid van de sensor zonder de fundamentele biomoleculaire interacties te veranderen. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om snel op maat gemaakte sensoren te creëren die zijn afgestemd op specifieke behoeften. Deze aanpak zou de ontwikkeling van diagnostische hulpmiddelen kunnen revolutioneren, wat leidt tot efficiënter en nauwkeuriger onderzoek.

Flexibele biosensoren bieden tal van mogelijkheden. In de geneeskunde kunnen ze worden ingezet om ziektesymptomen te monitoren of medicijnen precies op tijd toe te dienen. Buiten de medische wereld vinden ze toepassingen in de milieuwetenschappen, bij voedselveiligheidscontroles en in gepersonaliseerde gezondheidszorg, waar ze continu bepaalde gezondheidsindicatoren bewaken.

Deze nieuwe technologie markeert een verschuiving naar meer aanpasbare en veelzijdige biosensoren. Door het verbeteren van het ontwerp van de sensoren, kan dit leiden tot betere integraties met digitale gezondheidssystemen, wat directe gegevensverzameling en -analyse mogelijk maakt. Het koppelen van deze sensoren aan AI-gebaseerde analysetools kan resulteren in een toekomst waarin gezondheidscontroles gemakkelijker bereikbaar, meer op maat en nauwkeuriger zijn.