Xenon-Biosensoren

NMR-Signale des Edelgases Xenon reagieren äußerst empfindlich auf ihre molekulare Umgebung und eignen sich daher als Sensor für für NMR-Kontrastmittel mit hoher Spezifität. Hierfür wird Xenon reversibel in molekulare Käfigen eingeschlossen, die z.B. spezifisch an einen bestimmten Marker für Krebszellen binden.

Das Bild zeigt zwei Diagramme. Links wird ein Sensor dargestellt, der zu einem zellulären Ziel geliefert wird. Rechts wird die Wechselwirkung von Xenon in einem Wirt erklärt, einschließlich der chemischen Wechselwirkung und der magnetisierbaren Eigenschaften von Xenon.

Zu diesem Zweck funktionalisieren wir Xe-Wirte, um beispielsweise die Bindung solcher Reporter an Moleküle von biochemischer Relevanz zu ermöglichen. Das “Einfangen” des Xe durch den Sensor spiegelt sich in einer Änderung der Resonanzfrequenz des gebundenen Xe wider. Abstandshalter zwischen Käfig und Bindungs-Einheit sind hinsichtlich Länge und Struktur für eine empfindliche NMR-Detektion optimiert. Sie sind außerdem mit zusätzlichen funktionellen Einheiten wie Fluoreszenzfarbstoffen ausgestattet.
Die Erkennung der Sensoren über die Hyper-CEST-Methode bewahrt die Informationen zur chemischen Verschiebung und ermöglicht das separate Auslesen verschiedener Sensoren.

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