Ein Forschungsteam der Universität Göttingen hat eine neue Methode zur Fluoreszenzmarkierung von Biomolekülen entwickelt, bei der der Lumineszenz-Farbstoff erst beim Binden an das Zielmolekül aufleuchtet. Damit entfällt das Hintergrundrauschen, das bei herkömmlichen Verfahren die Bildauswertung erschwert.
Bisher wurden Fluoreszenzfarbstoffe als fertige Verbindungen zur Probe gegeben. Da ungebundene Farbstoffmoleküle in der Probe verbleiben, entstehen störende Lichtsignale, die die Mikroskopie erschweren. Die neue Methode baut die fluoreszierende Markierung direkt am Zielmolekül auf, sodass das Leuchtsignal ausschließlich dort entsteht, wo die Bindung erfolgreich war.
Lumineszenz-Farbstoff entsteht erst am Zielmolekül
Der Lumineszenz-Farbstoff wird bei dieser Methode nicht als vorgefertigtes Produkt eingesetzt, sondern baut sich während des Bindungsvorgangs am Zielmolekül auf. Erstautor Dongchen Du von der Universität Göttingen beschreibt den Ansatz: „Statt einen vorgefertigten Fluorophor anzubringen, bauen wir die fluoreszierende Markierung direkt dort auf, wo sie benötigt wird. Für mich macht das die Chemie sowohl schön als auch nützlich.“
Ein weiterer Vorteil liegt in den Reaktionsbedingungen: Die chemische Veränderung findet unter milden Bedingungen statt, was für empfindliche Biomoleküle wie Proteine und Lipide entscheidend ist. Die Forschungsgruppe konnte die Methode an einer Reihe biomolekularer Bausteine erfolgreich anwenden – darunter Zucker, Lipide, Aminosäuren und Proteine.
Mikroskopie zellulärer Strukturen als Anwendungsfeld
In Zusammenarbeit mit Forschenden der Universitätsmedizin Göttingen wurde das Potenzial der Methode für die Mikroskopie demonstriert, indem zelluläre Strukturen sichtbar gemacht wurden. Die selektive Signalerzeugung macht Experimente mit Biomolekülen übersichtlicher und die Auswertung der Aufnahmen einfacher.
Die Methode bietet darüber hinaus Anpassungsmöglichkeiten für künftige Bildgebungsverfahren. Prof. Dr. Nadja A. Simeth-Crespi von der Universität Göttingen ergänzt: „Die Lumineszenz der Farbstoffe lässt sich außerdem chemisch abwandeln. Das kann dazu beitragen, das System für zukünftige Verfahren der Bildgebung maßzuschneidern.“
Originalpublikation: D.Du, L.Albert, and M.Weitzel, et al., Angewandte Chemie International Edition. 65, no. 21 (2026): e6231674. https://doi.org/10.1002/anie.6231674
