In einer spannenden Entwicklung aus der Welt der Wissenschaft haben Forscher der Universität Navarra (UPNA) zusammen mit internationalen Partnern aus Italien, Polen und Kolumbien einen hochmodernen Biosensor entwickelt, der in der Lage ist, Biomoleküle wie Proteine, DNA und Viren in biologischen Flüssigkeiten, insbesondere im menschlichen Serum, nachzuweisen. Dieser neue sensorische Durchbruch wird für seine Präzision und Sensibilität gelobt und könnte eine zentrale Rolle beim frühzeitigen Erkennen von Krankheiten spielen.
Die Forschungsgruppe, zu der unter anderem die Professoren Ignacio del Villar Fernández und Ignacio R. Matías Maestro sowie der Doktorand Dayron Armas Peña gehören, veröffentlichte diese bahnbrechenden Ergebnisse in der Fachzeitschrift ‚Advanced Science‘. Damit rückt die UPNA ins Rampenlicht der biomedizinischen Forschung, die ständig nach innovativen Methoden zur Diagnose von Krankheiten sucht.
Technologie und Funktionsweise
Der Biosensor basiert auf einer speziellen Technologie, die als Biofotonik bekannt ist. Diese nutzt Licht, um Biomoleküle zu erkennen. Ein entscheidendes Element dieses Sensors sind Nanofilme, die extrem dünne Materialschichten darstellen – gerade einmal ein Nanometer dick. Diese haben außergewöhnliche optische Eigenschaften, die bei größeren Materialien nicht vorkommen. Herkömmliche Materialien können durch größere Strukturgrößen in ihrer Funktion beeinträchtigt werden, was die Wirksamkeit des Sensors erhöht.
Ein wesentliches Merkmal des Biosensors ist auch der Einsatz eines ein-dimensionalen photonic crystal, das in eine optische Faser integriert ist. Diese Faser ist seitlich poliert, wodurch die Lichtinteraktion mit dem Umfeld, in dem die Biomoleküle vorkommen, ermöglicht wird. Wenn sich ein Biomolekül an die Oberfläche der Faser legt, verändert sich das Lichtverhalten im Kristall, was der Sensor dann erkennt und somit die Anwesenheit und Menge der Biomoleküle bestimmt.
Die Forscher weisen auf eine „Schlüsselinnovation“ hin: Die Auswahl von Nanomaterialien mit hohem Brechungsindexkontrast sowie mit niedrigen Lichtverlusten ist entscheidend. Dies erhöht die Fähigkeit des Sensors, auch kleinste Mengen an Biomolekülen präzise zu erkennen, was insbesondere in der Medizin von Bedeutung ist.
Früherkennung von Krankheiten
Der Biosensor hat sich als besonders effektiv bei der detektion von Immunoglobulin G (IgG) erwiesen, einem Antikörper, der zur Diagnose von Krankheiten verwendet wird. Der Sensor hat einen Rekordwert für die sogenannte Nachweisgrenze (LoD) erreicht, die bei gerade einmal 70 Attomolar (aM) liegt. Zur Veranschaulichung: Diese Konzentration entspricht der Fähigkeit, eine einzige Molekül zwischen Millionen anderer zu erkennen – eine vergleichbare Fähigkeit, als könnte man eine Molekül in einem Ozean von einer Million Billionen Litern Wasser erkennen.
Dieses Niveau an Sensibilität eröffnet die Möglichkeit, Biomarker in winzigen Mengen zu identifizieren, was entscheidend ist, um Krankheiten in ihren frühen Stadien zu erkennen, wenn sie noch in der Entwicklung sind. Der potenzielle Einfluss dieser Technologie auf die medizinische Diagnostik könnte daher nicht unterschätzt werden, insbesondere da sie es Ärzten ermöglicht, schneller gezielt zu handeln.
Diese Forschung wird als Meilenstein in der Entwicklung moderner Diagnosetechnologien angesehen. Das Team zeigt auf, dass die richtige Kombination aus hochsensitiver Technologie und spezifischer Anwendung im medizinischen Bereich zu einem besseren Verständnis und genaueren Diagnosen führen kann. In einer Zeit, in der präventive Medizin zunehmend an Bedeutung gewinnt, scheint der Biosensor der UPNA an vorderster Front dieser wichtigen Entwicklung zu stehen.
Die Details zu dieser bahnbrechenden Technologie und den dazugehörigen Forschungsarbeiten sind in dem Artikel von www.infobae.com nachzulesen.
