Vloeibare kristallen reageren op endotoxine en kunnen bacteriële infecties dus letterlijk aan het licht brengen. Als diagnostische test is het voorlopig niet bruikbaar maar dat komt vanzelf, zo schrijven Nicholas Abbott en collega’s (University of Wisconsin-Madison) op de website van Science.

Endotoxine is een combinatie van lipiden en polysacchariden, die voorkomt op het celmembraan van E.coli en andere Gram-negatieve bacteriën. Deze stof wordt beschouwd als de belangrijkste indicator voor infecties, met name door immuunsystemen maar ook door keuringsinstanties van de overheid. Die laatsten gebruiken tot nu toe bloedserum van degenkrabben om endotoxine aan te tonen; dat serum damt namelijk infecties in door te stollen.

Abboott heeft nu ontdekt dat de ordening van het oppervlak van microdruppeltjes van een nematisch vloeibaar kristal (4’-pentyl-4-cyanobifenyl, om precies te zijn) verandert bij contact met endotoxine. Hierdoor gaat de lichtbreking van het druppeltje er anders uitzien, wat je onder een lichtmicroscoop duidelijk kunt zien.

Verdere proeven hebben uitgewezen dat het endotoxine zich nestelt in defecten in het kristalrooster. Volgens Abbott is het heel erg verrassend dat dit met een endotoxinestructuur zo gemakkelijk blijkt te gaan. Als er al andere moleculen zijn die ook zo mooi in de defecten passen, dan moeten die nog gevonden worden.

Dankzij dit mechanisme is de gevoeligheid van de detectiemethode 10.000 tot 100.000 keer gevoeliger dan het geval zou zijn wanneer endotoxine op het oppervlak bleef zitten. In water kun je een picogram endotoxine per milliliter nog aantonen. Daarmee is de gevoeligheid vergelijkbaar met die van degenkrabbenbloed. Dat wil zeggen voor de analist, voor de degenkrab die tot nu toe dat bloed moet doneren is het juist een stuk minder gevoelig.

De volgende uitdaging is om hier een praktisch bruikbare sensor van te maken.

bron: University of Wisconsin-Madison

Onderwerpen