Eerste stap naar Alzheimer-sensor voor de huisarts

Amerikaanse onderzoekers hebben een geheel nieuwe detector voor NMR-analyse ontwikkeld, zo schrijven ze in PNAS. Hij kan toe met een monstervolume dat ‘vele ordegroottes’ lager ligt dan bij de huidige NMR-‘probes’, en hij is zelf zo veel kleiner dat hij in een later stadium een miniaturisering van het hele NMR-apparaat mogelijk maakt.

Bedenker Yael Maguire en zijn promotor Neil Gerschenfeld (Center for Bits and Atoms, MIT) denken dat het de eerste stap is naar een tafelmodel NMR, dat een plaatsje kan krijgen in elk onderzoekslab en in elke medische praktijk. In een druppeltje lichaamsvocht van een patiënt zou elke huisarts dan kunnen zoeken naar afwijkende eiwitten, om aandoeningen als Alzheimer, Creutzfeldt-Jakob of glaucoom in een vroeg stadium op te sporen.

NMR (in het Nederlands kernspinresonantie) is nu al een veelgebruikte methode om de structuur van eiwitten en andere moleculen op te helderen. Rond het monster wordt een magnetisch veld opgewekt, dat interfereert met de spin van de atoomkernen. De techniek heeft echter twee grote nadelen. Ten eerste heb je een enorme magneet nodig, ten tweede een relatief groot monster.

Vooral dat laatste kan biomedisch onderzoek flink vertragen. Volgens Gerschenfeld kost het onderzoekers soms een jaar extra voordat ze voldoende materiaal in handen hebben voor een NMR-analyse.

Pogingen om de magneetspoelen van de NMR fors te verkleinen, hebben tot nu toe weinig succes gehad. Vandaar dat Maguire iets heel anders probeerde, gebaseerd op de koperen stripjes die in mobieltjes en WiFi-kaarten als antenne worden gebruikt. Hij bracht zo’n strip aan op een plastic ondergrond en brandde daar met een laser een rechthoekig gaatje van 100 bij 200 micrometer in. Dit ‘microslot’ is de eigenlijke detector.

Het doel was om voor een analyse toe te kunnen met 10¹⁴ eiwitmoleculen, ongeveer de hoeveelheid die je mag verwachten in één ‘spot’ op een elektroforesegel. De PNAS-publicatie suggereert dat dat moet lukken. Ter vergelijking: voor klassieke NMR heb je iets van 10¹⁷ moleculen nodig.

Om de nieuwe detector te kunnen gebruiken heb je voorlopig nog wel een van de bestaande, kolossale NMR-apparaten nodig. Maar Maguire denkt dat die nu ook moeten zijn te miniaturiseren.

bron: MIT