Wissenschaftler scheitern bei der Entwicklung von Biosensoren basierend auf Silikat-Nanopartikeln
EU-finanzierte Wissenschaftler haben es nicht geschafft, quantitative Biosensoren basierend auf Silikat-Nanopartikel zu entwickeln. Der Grund waren Probleme mit dem Farbstoff, welcher die Fähigkeit zur Detektion der gewünschten chemischen Bestandteile hätte verbessern sollen. Die Forscher des NIRNANOBIOSENS-Projekts ("Development of Robust and Quantitative Biosensors based on Near-Infrared two-dyed Silicate Nanoparticles") können jedoch darauf verweisen, dass trotz der enttäuschenden Ergebnisse durch ihre Untersuchungen die Forschung in diesem Bereich vorangetrieben wurde. Ziel der Forscher war die Entwicklung eines ratiometrischen Nahinfrarotsensors basierend auf Silikat-Nanopartikel, die einen Durchmesser von 50 bis 200 Nanometern aufweisen. Solche Nanosensoren basieren auf dem Kern-Hülle-Konzept. Der Kern besteht aus sphärischen Silikaten, in die ein Nahinfrarot-Referenzfarbstoff eingebettet wird, welcher gegenüber den zu detektierenden chemischen Bestandteilen sowie gegenüber möglicherweise störenden Stoffen inert ist. Eine Sensorhülle wird dann um diesen Kern herum erstellt, entweder durch eine Oberflächenimmobilisation eines Indikatorfarbstoffs oder durch das sekundäre Wachstum einer Silikathülle, in welcher der Indikatorfarbstoff eingebettet ist. In diesem Fall synthetisierte das NIRNANOBIOSENS-Team einen pH-sensitiven BDP-Farbstoff (Bor-Dipyrromethen), welcher, so die Forscher, als Sensor in Lösung vielversprechende Ergebnisse aufwies. Die Wissenschaftler mussten jedoch anerkennen, dass sie leider nicht in der Lage waren, die Verbindung mit ausreichender Reinheit herzustellen, und dass die Versuche, mit dem Rohprodukt pH-Nano-Sensoren nach dem Kern-Hülle-Konzept herzustellen, misslangen. Sie fügten hinzu, dass parallel hierzu Nahinfrarot-Cyanfarbstoffe synthetisiert wurden, wiederum war die Erzielung einer ausreichenden Reinheit des Produkts schwierig, was dazu führte, dass der Stoff nicht mit der erwarteten Reinheit herstellbar war. Das Team des NIRNANOBIOSENS-Projekts schloss daraus, dass obwohl das Projekt die Erwartungen nicht erfüllen konnte, die erzielten Ergebnisse einen Machbarkeitsnachweis für Nahinfrarot-Nanosensoren darstellen. Ergänzende Studien, so die Forscher, könnten wichtig sein, die ursprünglich beabsichtigten wissenschaftlichen Ziele zu erreichen und Entwicklungen darüber hinaus zu ermöglichen, damit die Früchte der hieraus resultierenden sozioökonomischen Auswirkungen geerntet werden können.
