Metrologie-Forschungsprojekt untersucht Hohlkugeln als Referenzpartikel für medizinische Biomarker

Röntgenmessungen im PTB-Labor bei BESSY II tragen zur genauen Größencharakterisierung der Partikel bei

Transmissions-Elektronenmikroskopische Aufnahme einer HOB-Probe © PTB

Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind nanometergroße Partikel, die in Körperflüssigkeiten vorkommen und als potenzielle Biomarker für Krankheiten wie Krebs, Entzündungs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen verwendet werden können. EVs wecken großes Interesse in der medizinischen Forschung, da sie von allen Zelltypen freigesetzt werden und ihre biochemische Zusammensetzung, Konzentration und Funktion krankheitsabhängig sind. Die Konzentration und Größenverteilung von EVs in Körperflüssigkeiten wie Blut oder Urin kann mit optischen Messmethoden bestimmt werden. Die weit verbreitete Methode der Durchflusszytometrie misst die Streuung des Lichts an den EVs in der Probe. Bislang war es jedoch nicht möglich, die Größe und Konzentration der Partikel mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen.

Im Rahmen des Metrologie-Forschungsprojekts "METVES II" hat ein Konsortium europäischer Metrologie-Institute nanoskalige Organosilica-Hohlkugeln (HOBs) als Referenzmaterialien untersucht, die in ihren optischen Eigenschaften EVs sehr ähnlich sind und sich daher zur Kalibrierung optischer Messgeräte eignen. Durch den Einsatz von monochromatischer Synchrotronstrahlung hat die PTB in ihrem Labor am BESSY II zur genauen Größencharakterisierung von HOBs mittels Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) beigetragen. Erstmals konnten nun Größe und Konzentration solcher Partikel messtechnisch rückführbar auf das internationale Einheitensystem (SI) bestimmt werden. Durch die Variation der Dicke ihrer Siliziumdioxidhülle können HOBs mit sehr unterschiedlichen optischen Eigenschaften und in vielen Größen synthetisiert und Referenzpartikel hergestellt werden, die an eine große Vielfalt von EVs angepasst sind.

Publikation:

J. Deumer et al., Discover Nano 19, 14 (2024)
https://doi.org/10.1186/s11671-024-03956-3

Ansprechpartner:

Jérôme Deumer
Phy­si­ka­lisch-Tech­ni­sche Bun­des­an­stalt
Arbeitsgruppe 7.21 Röntgenradiometrie
jerome.deumer(at)ptb.de

Pressemitteilung PTB vom 16.04.2024