Nanosterren laten levende cellen stralen

In dit artikel:

Onderzoekers van de TU Delft hebben gouden nanosterren ontwikkeld die fluorescente eiwitten in levende zoogdiercellen aanzienlijk versterken. De resultaten, gepubliceerd in Advanced Materials, kunnen nieuwe mogelijkheden bieden om elektrische signalen in hersencellen zichtbaar te maken.

De ongeveer 80 nanometer brede deeltjes hebben scherpe punten waarin licht en elektronen sterk worden geconcentreerd door het plasmonische effect. Daardoor wordt het licht van spanningsgevoelige membraaneiwitten tot 70 procent versterkt. De nanosterren verhogen bovendien de kans dat de eiwitten een lichtdeeltje uitzenden, waardoor hun fluorescentie-efficiëntie toeneemt.

Tot verrassing van de onderzoekers reageerden de eiwitten ook ongeveer tien keer sneller op veranderingen in elektrische spanning. Modellen wijzen erop dat de nanodeeltjes niet alleen de quantumtoestand die fluorescentie bepaalt beïnvloeden, maar ook structurele overgangen in het eiwit versnellen. De techniek kan daarmee de werking van eiwitten aanpassen zonder hun structuur te veranderen.

De experimenten zijn voorlopig uitgevoerd in menselijke HEK 293-cellen, niet in neuronen. De onderzoekers willen de nanosterren nu bij neuronen testen, omdat sterkere en snellere signalen het mogelijk kunnen maken elektrische activiteit rond afzonderlijke synapsen nauwkeuriger te meten. Ook willen ze onderzoeken of de deeltjes andere eiwitten en biologische processen kunnen beïnvloeden.