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SERS für markierungsfreie Biosensorik und Diagnostik

Neue Life Science-Anwendung der Raman-Spektroskopie bzw. SERS

Cicely Rathmell, M.Sc.

Abbildung 1: Modulares, fiberoptisches System für Raman-Spektroskopie zum SERS-Nachweis

Abbildung 2: In der SERS-Hybridsonde für hochsensitive Biosensorik sorgt das „popcornförmige“ Nanopartikel aus Gold (Kugeln mit Spitzen) für die elektromagnetische Verstärkung des SERS-Signals und das konjugierte Graphenoxid (graues Netz) für die chemische Verstärkung

Abbildung 3: SERS-basierter Nachweis eines Segments des HIV-1 gag-Gens unter Verwendung von „popcornförmigen“ Nanopartikeln aus Gold, die mit Graphenoxid verbunden sind (schwarz) und nur mit Gold-Nanopartikeln (rot)

Abbildung 4: SERS-basierter Nachweis von MRSA unter Verwendung von „popcornförmigen“ Nanopartikeln aus Gold, die mit Graphenoxid verbunden sind (lila), mit Gold-Nanopartikeln allein (blau) und mit Graphenoxid allein (rot)

Die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) hat bereits das Anwendungsspektrum der Raman-Spektroskopie um die Spurenanalyse von Materialien wie Sprengstoffrückstände, Tatort-Beweismittel, chemischen Kampfstoffe und Pestizide erweitert. Als markierungsfreie Technik ist SERS aber auch gut geeignet für die Biosensorik, von der Blutzuckerbestimmung bis zur Diagnose von Krankheiten wie Krebs, Alzheimer oder Parkinson. Eine neue Variante von SERS ist von einer Arbeitsgruppe an der Jackson State University in Mississippi (USA) entwickelt worden. Dabei wird eine Hybridsonde aus Graphenoxid verwendet, die an ein „popcornförmiges“ Nanopartikel aus Gold gebunden ist. So ist ein äußerst sensitiver Nachweis von HIV- und MRSA-DNA möglich.

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