Vielseitige Verstärkungs-Einzelmoleküldetektion in der Flüssigbiopsie (VerSiLiB)

Der zuverlässige Nachweis einzelner Moleküle in komplexen biologischen Flüssigkeiten ist das ultimative Ziel auf dem Gebiet der Analyse von Krankheitsbiomarkern.

Um die quantitative Analyse einzelner Moleküle in makroskopischen Volumina zu ermöglichen, wurde herkömmlicherweise die Vorkonzentration des Analyten und die Probenaufteilung in fL-nL-Kompartimente mit der Verstärkung der spezifischen Erkennungsereignisse kombiniert. In diesen Aufbauten wird die positive oder negative Erkennung des Fluoreszenzsignals durch enzymatische Reaktionen ausgelöst, die in jedem Kompartiment stattfinden.

Die auf Poisson-Statistik basierende binäre Auslesung quantifiziert extrem niedrige Konzentrationen von Analytmolekülen. Dieser Ansatz wurde für die Nukleinsäureanalyse in der aktuellen digitalen PCR übernommen und ist auch für Proteine ​​in einer Technik verfügbar, die als digitaler ELISA bezeichnet wird.

Ziel von VerSiLiB ist die Entwicklung einer enzymfreien Amplifikationsstrategie für die Analyse von Protein- und Nukleinsäureanalyten mit einer einzigen digitalen Plattform, die den Zugriff auf zusätzliche Informationen zu Zielanalyten ermöglicht, die mit aktuellen Technologien nicht erreichbar sind. Die Methode basiert auf einer neuartigen affinitätsvermittelten Transportverstärkung, bei der die Affinitätswechselwirkung des Zielanalyten mit einem spezifischen Liganden, der an einen magnetischen Nanopartikeltransporter gebunden ist, mit einem schnellen Transport fluoreszierender Tracer einhergeht, die als Reporter dienen. Durch Anlegen eines externen Magnetfelds werden Tracer nur dann von der Tracer-Speicherseite (wo sie dunkel sind) zur aktiven Tracer-Seite (wo sie hell werden) transportiert, wenn der Zielanalyt in der kleinen Reaktionskammer vorhanden ist. Auf der Speicherseite und der aktiven Seite des Kompartiments werden maßgeschneiderte plasmonische Nanostrukturen hergestellt, um den Tracer entweder dunkel oder hell zu machen. Ziel ist die Durchführung einer Technologievalidierung für die neuartige Proteogenomik-Amplifikationsplattform VerSiLiB im Krebsmanagement unter Verwendung biobankierter Flüssigbiopsieproben.