Melissa Carrillo hat für ihre Doktorarbeit am Paul Annika Huber hat ihre Doktorarbeit am Departe- Maria-Elisenda Alaball Pujol hat für ihre Doktorar- Scherrer Institut gearbeitet und ist jetzt als Post- ment Chemie der Universität Basel absolviert. beit am Biozentrum der Universität Basel ge- doktorandin an der Northwestern University in forscht. Chicago IL (USA). Neuartiger Probenträger für Sensor für gasförmige Moleküle Mikrofluidik für die Antibiotika­ kristallographische Untersuchungen In ihrer Doktorarbeit hat Dr. Annika Hu- forschung Dr. Melissa Carrillo hat in ihrer Doktorar- ber ein Nanomaterial entwickelt, das sich Dr. Maria-Elisenda Alaball Pujol hat im beit neuartige Probenträger aus Polyme- als Sensor für bestimmte gasförmige Mo- Rahmen ihrer Doktorarbeit ein integrier- ren entwickelt und getestet, die sich bes- leküle eignet. Dabei handelt es sich um tes Mikrofluid-System entwickelt, mit tens für die Untersuchung von Protein- asymmetrische Moleküle, die zwar die dem sich quantifizieren lässt, wie Bakte- kristallen an Synchrotron- und Freie-Elek- gleiche chemische Formel besitzen, de- rien auf verschiedene Antibiotika reagie- tronen-Röntgenlaserquellen eignen. ren Spiegelbilder aber nicht deckungs- ren abhängig von ihrem physiologischen Als Probenträger dient eine transparente gleich sind. Diese sogenannten Enantio- Zustand. Die Methode erlaubt es, antimi- mikrostrukturierte Polymermembran, mere haben die gleichen physikalischen krobielle Verbindungen zu identifizieren, die mit tausenden von pyramidenförmi- Eigenschaften, drehen aber polarisiertes die sich speziell gegen resistente Subpo- gen Vertiefungen mit winzigen Löchern Licht in unterschiedliche Richtungen pulationen einsetzen lassen und beste- an der Unterseite ausgestattet ist. In die- (rechts- und linksdrehend). Da die biolo- hende Behandlungen ergänzen können. 2 sen 100 x 100 µm grossen Kavitäten rich- gischen Wirkungsweisen sehr verschie- Für ihre Untersuchungen hat Maria- ten sich die zu analysierenden Protein- den sein können, ist es wichtig die beiden Elisenda einen integrierten mikrofluidi- kristalle selbst aus und ermöglichen da- Enantiomere getrennt voneinander nach- schen und rechnergestützten Aufbau mit die Bestimmung ihrer Position vor der zuweisen – was aufgrund der Ähnlichkeit (Dual-Input Mother Machine) weiterent- Analyse. Der Probenträger zeichnet sich schwierig ist. wickelt und genutzt. Hierbei wachsen die durch minimale Hintergrundsignale, be- Das entwickelte Nanomaterial be- Bakterien in engen Wachstumskanälen, nutzerfreundliche Handhabung, Langle- steht aus quadratisch-planaren Platin- die senkrecht zu einem Hauptkanal ver- bigkeit und hohe Wiederverwendbarkeit komplexen, die bekannt sind für ihre laufen. Die Bakterien können dabei mit aus. Zudem bietet er das Potenzial für eine Eigenschaft, gestapelte Aggregate mit verschiedenen Nährmedien unter ein- kostengünstige Massenanfertigung. kurzen Metall–Metall Abständen zu bil- stellbaren Bedingungen versorgt und un- Melissa Carillo hat in ihrer Arbeit den. Dies kann zu eindimensionalen Na- terschiedlichen Antibiotika ausgesetzt auch einen Träger mit einer schwarzen nostrukturen führen, die eine hohe elek- werden. Die Bildanalyse-Software Mother Membran für Experimente an lichtemp- trische Leitfähigkeit, Vapochromie und Machine Analyzer erlaubt das Wachstum findlichen Proteinen entwickelt. Damit Photolumineszenz aufweisen. Mithilfe und die Entwicklung der Bakterien kon- konnte sie die Ligand-Bindung eines licht- von Modifikationen an den Platinkomple- tinuierlich zu verfolgen. Maria-Elisenda gesteuerten Systems untersuchen, mit xen induzierte Annika Huber eine asym- hat neue mikrofluidische Schaltungen dem Ziel die strukturelle Dynamik von metrische Stapelung, die unterschiedlich entwickelt, welche die parallele Untersu- Bindungsvorgängen zu entschlüsseln. auf die links- bzw. rechtsdrehende Form chung verschiedener Antibiotika und Publikation: https://bit.ly/3WefdQX der nachzuweisenden Molekülpaare re- Bakterienstämme erlauben. Mit der agiert. Anhand von fünf getesteten Mole- neuen Technologie war sie in der Lage, külpaaren konnte Annika zeigen, dass einzelne Bakterien vor, während und sich die Platinkomplexe prinzipiell als nach der Antibiotikagabe zu verfolgen enantiospezifischer Sensor eignen. So und deren Überleben zu bewerten. Für könnte sie beispielsweise klimarelevante die Untersuchungen konzentrierte sie Terpene spezifisch aus der Atmosphäre sich auf die Behandlung von Escherichia nachweisen. coli mit einer Reihe Antibiotika in kli- Video: https://youtu.be/8JxTRe8rRPo nisch relevanten Konzentrationen. SNI-Jahresbericht 2024 17