Lampion

Das Ziel von LAMPION ist die Entwicklung von multifunktionellen, hybridenNanopartikeln mit sowohl magnetischen als auch plasmonischen Eigenschaften. Sie sollen als Nanosonden in der Immundiagnostik eingesetzt werden.

Der innovative Durchbruch besteht in der zuverlässigen Produktion hybrider Nanopartikeln mittels Nanoimprintlithographie und deren anschließender Überführung in Nanosonden für die Immundiagnostik mittels einer Biofunktionalisierung.Solche Sonden werden können zum Beispiel für die immundiagnostische Früherkennung einer Schwangerschaftserkrankung verwendet werden, welche auf einer optischen Analyse der biofunktionellen Nanopartikeln beruht.

Die biofunktionelle Oberfläche bildet eine Reaktionszone für spezifische Moleküle, die nach deren Bindung an die Nanoparitkel über die magnetisch aktivierte Rotation der Sondendetektiert wird. Dafür werden spezielle optische Effekte an den Nanopartikeln genutzt. Aufgrund der Anregung von lokalisierten-Oberflächenplasmonen auf den Nanopartikeln ändert sich die Transmission je nach Orientierung der Partikel. Davon kann auf die biomolekulare Anbindung über das Schlüssel-Schloss-Prinzip und der damit einhergehenden messbaren Änderungen der hydrodynamischen Eigenschaften der Nanosonden bei Analytanbindung geschlossen werden.

Das Gesamtkonzept bedingt ein sorgfältiges Design und die Umsetzung verschiedener Schritte in der Nanofabrikation und der biofunktionellen Nano-Oberflächentechnik, welche einen nanotechnologiegetriebenen Mehrwert für den patientennahen Nachweis eines Biomarkers durch eine bisher unerreicht niedrige Nachweisgrenze (NG) generieren.

Ziel ist die Verwendung der Nanosonden in einem Demonstrations-Assayzum Nachweis von NTproCNP, einem klinisch relevanten Biomarker der Schwangerschaftserkrankung Präeklampsie, deren Diagnose derzeit aufgrund der niedrigen Konzentration dieses Biomarkers nicht patientennah durchgeführt werden kann. Im Vergleich zu bisherigen Resultaten, beruhend auf chemisch synthetisierten Nanopartikeln, benötigt die Detektion von NTproCNP eine Verbesserung der NG um ca. drei Größenordnungen in dieser immundiagnostischen Methode. Diesbezüglich kann eine Steigerung der NG um zumindest zwei Größenordnungen aufgrund der hybriden magnetischen als auch plasmonische Eigenschaften der physikalisch strukturierten Nanopartikel erwartet werden, während durch eine verbesserte optische Analyse des NTproCNP Nanosonden-Assays eine Verbesserung um zumindest eine weitere Größenordnung in einer neu entwickelten Kartusche vorgesehen ist. Dafür werden die Nanosonden in eine mikrofluidische Kartusche mit herausragenden optischen Eigenschaften integriert, was die Grundlage für ein auf Nanomaterialien basierendes diagnostisches Produkt mit großem Marktpotenzial bildet.

Die Resultate von LAMPION werden den Weg zu einer frühzeitigeren und gründlicheren Diagnostik von Präeklampsie durch die Entwicklung eines patientennahen NTproCNP Tests ebnen.

Projektname:     

Labels with magneto-plasmonic properties for immunodiagnostics fabricated by nano-imprint-lithography

Förderung:     

Produktion der Zukunft, 19. Ausschreibung, Nanomaterialien, funktionelle nanostrukturierte Oberflächen, Nanobauelemente und Nanosensoren (Subschwerpunkt 3.1)

Laufzeit:  
30 Monate