Bastian sagt:
Es hat ein bisschen gedauert doch jetzt haben wir endlich auch mal wieder einen kleinen Artikel über aktuelle Wissenschaft im Angebot und zwar geht es um das gute, alte Calcium. Das dieses auch in unserem Körper eine wichtige Rolle spielt dürfte allgemein bekannt sein. Hat doch die Werbung für Milchprodukte immer wieder deutlich gemacht dass ein gesundes Knochenwachstum Calcium in rauen Mengen verschlingt. Und deshalb literweise Milch in Kinder gekippt werden sollte.

Doch auch in anderen Zusammenhängen ist Calcium, als Übermittler von Nachrichten, wichtig. Zum Beispiel wird die Kontraktion von Muskeln über die Ausschüttung von Calcium gesteuert.

Doch den Calcium-Gehalt im Blut zu messen ist keine triviale Sache und der Nachweis ist nicht nur teuer und aufwendig sondern benötigt auch ausreichende Gerätschaften. Doch einige Krankheitsbilder lassen sich darüber ganz gut erkennen. Lösen könnte man dieses Problem mit Nanopartikeln aus Gold. Binden passende Liganden an die Goldpartikel verändern diese ihre Farbe und das lässt sich sogar mit dem bloßen Auge betrachten.

Neben den Nanogoldstückchen wird dabei das Protein Calsequestrin verwendet. Dieses verändert seine Konformation, also seine 3D-Struktur, in Abhängigkeit der Menge an Calcium: Je mehr Calcium vorhanden ist desto mehr zieht sich das Protein zusammen. Bindet man dieses Protein also an die Goldpartikel führt das in Anwesenheit von Calcium dazu dass diese näher zusammenrücken und damit auch ihre Farbe ändern.

Auch hinsichtlich der Spezifität haben die Forscher gute Nachrichten: Das System ist sehr sensibel für die Anwesenheit von Calcium. Lässt sich aber von anderen Kationen wie Magnesium wenig beeindrucken. Darüber hinaus hat das System den Vorteil nicht nur erkennen zu können ob Calcium vorhanden ist sondern auch die Farbe bei unnormal hohen Konzentrationen zu ändern.

Insgesamt eine sehr coole Idee und eine nette Anwendung für Nanopartikel.

Kim, S., Park, J., Kim, D., Kim, D., Lee, I., & Jon, S. (2009). Bioinspired Colorimetric Detection of Calcium(II) Ions in Serum Using Calsequestrin-Functionalized Gold Nanoparticles Angewandte Chemie International Edition, 48 (23), 4138-4141 DOI: 10.1002/anie.200900071