Ny proteinbilleddannelsesmetode baner vej for næste generations biomaterialer og vævsanalyse

Forskere har etableret en ny metode til billedproteiner, der kan føre til nye opdagelser i sygdomme gennem biologisk vævs- og celleanalyse og udvikling af nye biomaterialer, der kan bruges til den næste generation af lægemiddelleveringssystemer og medicinsk udstyr.

Forskere fra University of Nottingham i samarbejde med University of Birmingham og The National Physical laboratorium har brugt det topmoderne 3D OrbiSIMS-instrument til at lette den første matrix- og etiketfri in situ-tildeling af intakte proteiner på overflader med minimal prøveforberedelse. Deres forskning er blevet offentliggjort i dag i Naturkommunikation .

University of Nottingham er det første universitet i verden, der ejer et 3D-OrbiSIMS-instrument. Det er i stand til at lette et hidtil uset niveau af massespektral molekylær analyse for en række materialer (hårdt og blødt stof, biologiske celler og væv). Anlægget i Nottingham har også højtryksfrysningskryoforberedelsesfaciliteter, der gør det muligt at vedligeholde biologiske prøver tæt på deres oprindelige tilstand som frosne hydreret for at supplere den mere almindeligt anvendte, men mere forstyrrende frysetørring og prøvefiksering. Når overfladens følsomhed, høj masse/rumlig opløsning kombineres med en dybdeprofilerende forstøvningsstråle, instrumentet bliver et ekstremt kraftfuldt værktøj til 3-D kemisk analyse som demonstreret i dette nylige arbejde.

Dr. David Scurr fra University of Nottingham's School of Pharmacy ledede denne seneste undersøgelse og blev støttet af ph.d. elev Anna Kotowska. David sagde:"Designet og innovationen af ​​den næste generation af biomaterialer understøttes af evnen til præcist at karakterisere biologisk væv og materialer. Udfordringen for forskere på dette område har været at fjerne den kemiske kompleksitet af sådanne systemer. Denne tilgang til proteinanalyse har blevet demonstreret ved hjælp af ekstreme eksempler for at illustrere dens følsomhed og specificitet ved kemisk kortlægning af et proteinmonolag (proteinbiochip) og fordeling af specifikt protein i menneskelig hud (komplekst flerlags biologisk system). Med evnen til kemisk at kortlægge proteiner på denne måde kan vi er et skridt tættere på at kunne forstå grundlæggende biologiske processer og udvikle mere effektive systemer til målretning af lægemidler og tilvejebringelse af belægninger til medicinsk udstyr. "

Teamet i Nottingham har allerede anvendt biomaterialeforskning for at skabe en ny type urinkateter i partnerskab med Camstent Ltd, der er belagt i et bakterieresistent materiale opdaget af forskere fra University of Nottingham.

Professor Morgan Alexander er direktør for EPSRC Program Grant i Next Generation Biomaterials Discovery og 3D-OrbiSIMS-anlægget, han sagde:"Den forskning, vi nu kan udføre ved hjælp af dette instrument, baner vejen for trinændringer i, hvordan materialer kan bruges i medicin til bedre at behandle sygdom og sygdom. Den kateterbelægning, vi har udviklet i partnerskab med Camstent, er gået alt vejen fra opdagelsen af ​​en ny klasse materialer, som ingen kunne have forudsagt hele vejen til kliniske forsøg og er et godt eksempel på anvendelsen af ​​denne type forskning. "

Paula Mendes, Professor i avancerede materialer og nanoteknologi ved University of Birmingham, tilføjer:"Med disse nye muligheder for at karakterisere proteiner på overflader kommer også nye spændende muligheder for at konstruere funktionelle materialer med forudsigelige proteininteraktioner til biosensorteknologi".