Этот проект был понят под Грантом Совместных действий BioQ, обеспеченный 10,3 миллионами евро, которыми ученые были награждены в прошлом декабре европейским Научным советом.«Стандартные анализы крови не захватывают – как можно было бы ожидать – свободные железные ионы в крови, потому что бесплатное железо токсично и поэтому едва обнаружимо в крови», объясняет профессор Таня Вейл, директор Института Органической химии III, Университета Ульма.
Эти методы основаны на определенных белках вместо этого, которые ответственны за хранение и транспортировку железа. Один из этих белков – Ферритин, который может содержать до 4 500 магнитных железных ионов.
Большинство стандартных тестов основано на иммунологических методах и оценивает железную концентрацию косвенно на основе различных маркеров. Результаты различных тестов могут, однако, привести к непоследовательным результатам в некоторых клинических ситуациях.Ульмские ученые развивали абсолютно новый подход, чтобы обнаружить Ферритин.
Это потребовало комбинации нескольких новых идей. Во-первых, каждый направляющийся ферритином атом железа производит магнитное поле, но поскольку есть только 4 500 из них, полное магнитное поле, которое они производят, очень маленькое действительно и поэтому трудно иметь размеры.
Это действительно, поставил вторую проблему перед командой: разработать метод, который достаточно чувствителен, чтобы обнаружить такие слабые магнитные поля. Это они достигли, использовав абсолютно новую, инновационную технологию на основе крошечных искусственных алмазов размера миллимикрона. Кардинально эти алмазы не прекрасны – бесцветный и прозрачный – но содержат дефекты решетки, которые оптически активны и таким образом обеспечивают цвет алмазов.«Эти цветные центры позволяют нам измерять ориентацию электронных вращений во внешних областях и таким образом измерять их силу,» объясняет профессор Федор Йелезко, директор Ульмского Института Квантовой Оптики.
В-третьих, команда должна была найти способ адсорбировать ферритин на поверхности алмаза. «Это, которого мы достигли с помощью электростатических взаимодействий между крошечными алмазными частицами и белками ферритина», добавляет Вейл. Наконец, «Теоретическое моделирование было важно, чтобы гарантировать, что измеренный сигнал на самом деле согласовывается с присутствием ферритина и таким образом утверждать метод», заявляет Мартин Пленио, директор Института Теоретической Физики.
Будущие планы Ульмской команды включают точное определение количества белков ферритина и среднего железного груза отдельных белков.Демонстрация этого инновационного метода, сообщил в Нано Письмах, представляет первый шаг к целям их недавно предоставленного Гранта Совместных действий BioQ. Центр этого проекта – исследование квантовых свойств в биологии и создании самоорганизованных алмазных структур.«Алмазные датчики могут таким образом быть применены в биологии и медицине», говорят Ульмские ученые.
Но у их нового изобретения есть свои пределы». Поели ли дети на самом деле, их шпинат не может быть обнаружен с алмазным датчиком, это – все еще прерогатива родителей», признается квантовый физик Пленио.