JUNO

Motivation

Die Detektion und die biophysikalische Charakterisierung von einzelnen Biopartikeln wie Proteinen, Antigenen, Vesikeln, Viren und deren Interaktionen in physiologischen Bedingungen birgt enormes Potential, um die Funktionsweise des menschlichen Organismus auf zellularer und molekularer Ebene besser zu verstehen. Dies hilft dabei, neuartige, biologische Medikamente effizienter und gezielter zu entwickeln.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projektes JUNO ist es, ein “benchtop“ System in der Größe eines Schuhkartons zur markierungsfreien Charakterisierung von einzelnen Biopartikeln und deren Interaktionen unter physiologischen Bedingungen zu erforschen und biomedizinisch zu validieren.

Innovation und Perspektiven

Etablierte Methoden greifen auf fluoreszenzbasierte Ansätze zurück, die eine chemische Modifikation des zu untersuchenden Moleküls mit einem Fluoreszenzfarbstoff erfordern. Solche Fluoreszenzmessungen können zwar unter physiologischen Bedingungen durchgeführt werden, die selektive Markierung eines Biomoleküls ist jedoch ein zeitaufwendiger und teurer Prozess. Markierungsfreie Methoden sind seltener verbreitet, da sie bisher unphysiologische Messbedingungen erfordern oder über keine ausreichende Sensitivität verfügen, um einzelne Nanopartikel aufzulösen. Die hier vorgeschlagene neue Chip-Technologie basiert auf einem hochsensitiven, interferometrischen Streulichtmikroskop. Dieses ermöglicht es erstmals, einzelne Nanopartikel, wie z. B. Antigene, aufgelöst nach Zeit, Ort und Masse unter physiologischen Bedingungen zu detektieren und in nur wenigen Minuten zu charakterisieren. Die Plattform wird damit völlig neue Wege zur Untersuchung von biologischen Nanosystemen eröffnen, wie sie zur Entwicklung neuer potenter Medikamente auch für bisher unbehandelbare Krankheiten nötig sind.