Ziel der Forschung ist die Etablierung von Magnetmarker-basierten Immunoassays, die die hochspezifische Wechselwirkung zwischen Antigenen und Antikörpern in Verbindung mit magnetischen Nanopartikeln als Markierungen zur Detektion und Quantifizierung spezifischer Biomoleküle.
Die Methode der Frequenzmischungs-Magnetdetektion basiert auf der Erzeugung von Intermodulationsprodukten an der nichtlinearen Magnetisierungskurve superparamagnetischer Partikel. Die bei Wechselfeld-Anregung bei zwei verschiedenen Frequenzen erzeugten Summenfrequenz-Komponenten des Antwortmagnetfelds der Partikel werden synchron detektiert. Sie sind hochspezifisch auf die Anwesenheit superparamagnetischer Nanopartikel.
In einem typischen magnetischen Immunoassay werden vorab geeignete Antikörper in den Poren eines Polyethylen-Filters immobilisiert. Zur Assay-Durchführung wird zuerst die Probenlösung durch den Filter gewaschen, dann eine Lösung biotinilierter Sekundärantikörper und schließlich die Streptavidin-beschichteten Magnetpartikel. Ungebundene Partikel werden ausgewaschen. Nur falls die Probe Antigene enthält, die zu den Antikörpern passen, wird die aus Probemolekül, Sekundärantikörper und Magnetpartikel bestehende Kette im Filter gebunden. Die magnetische Messung mittels Frequenzmischung ermöglicht so eine Quantifizierung der Probemoleküle über die Anzahl der detektierten Magnetpartikel.
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PUBLIKATIONEN:
A. Pourshahidi, S. Achtsnicht, M. Nambipareechee, A. Offenhäusser, H.-J. Krause, Multiplex detection of magnetic beads using offset-field dependent frequency mixing magnetic detection, Sensors 21, 5859 (2021).
U.M. Engelmann, A. Shalaby, C. Shasha, K.M. Krishnan, H.-J. Krause, Comparative modeling of frequency mixing measurements of magnetic nanoparticles using micromagnetic simulations and Langevin theory, Nanomaterials 11, 1257 (2021).
S. Achtsnicht, C. Neuendorf, T. Faßbender, G. Nölke, A. Offenhäusser, H.-J. Krause, F. Schröper, Sensitive and rapid detection of Cholera Toxin subunit B using Magnetic Frequency Mixing Detection, PLOS ONE 14, e0219356 (2019).
S. Achtsnicht, A. Pourshahidi, A. Offenhäusser, H.-J. Krause, Multiplex detection of different magnetic beads using frequency scanning in magnetic frequency mixing technique, Sensors 19, 2599 (2019).
S. Achtsnicht, J. Tödter, J. Niehues, M. Telöken, A. Offenhäusser, H.-J. Krause, F. Schröper, 3D printed modular immunofiltration columns for frequency mixing-based multiplex magnetic immunodetection, Sensors 19, 148 (2019).
H.-J. Krause, N. Wolters, Y. Zhang, A. Offenhäusser, P. Miethe, M.H.F. Meyer, M. Hartmann, M. Keusgen, Magnetic particle detection by frequency mixing for immunoassay applications, J. Magn. Magn. Mater. 311, 436-444 (2007).