Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bausatz für Nanoröhrchen

14.11.2008
Molekulare Bäumchen und Zuckermanschetten als Baustoff für Nanoröhrchen mit maßgeschneiderter Oberfläche

Zu einem neuen Ansatzpunkt für funktionelle Nanomaterialien in der Elektronik und Biomedizin könnten sich organische Nanoröhrchen mausern, da sie aus leicht zu variierenden und zu modifizierenden Bausteinen aufgebaut werden, und auf diese Weise die bekannten Kohlenstoffnanoröhrchen ergänzen oder verdrängen.

Forscher um Chulhee Kim von der Inha University in Südkorea haben kürzlich Röhrchen aus Dendronen und Cyclodextrinen entwickelt. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, ist es ihnen nun gelungen, die Oberfläche der Röhrchen so zu funktionalisieren, dass sich daraus unter anderem Biosensoren für einen spezifischen Proteinnachweis herstellen lassen.

Dendron ist das griechische Wort für Baum. Dendrone sind baumförmig verzweigte Moleküle. Kim und Chiyoung Park wählten ein molekulares "Bäumchen" mit vier langen Kohlenwasserstoffketten als "Ästen". An das Ende des "Stamms" knüpften sie eine zusätzliche Pyren-Gruppe, ein System aus vier aromatischen Kohlenstoffringen. In Lösung lagern sich diese Dendrone "Ast an Ast" zu Vesikeln, kleinen Bläschen, zusammen. Geben die Forscher Cyclodextrine, ringförmig geschlossene Ketten aus Glucose-Sechsringen, dazu, legen sich diese wie eine Manschette um je eine Pyren-Gruppe. Für die Dendrone ist es jetzt günstiger, sich zu langen nanoskopischen Röhrchen zu gruppieren, deren Oberfläche mit den Cyclodextrin-"Manschetten" bedeckt ist.

Was dieses Konzept zu einem wahrhaft universellen Bastelsatz macht, ist, dass die Cyclodextrine problemlos mit den verschiedensten funktionellen Gruppen ausgestattet werden können, die dann von der Röhrchenoberfläche in die Lösung ragen. So knüpfte das Team spezielle Gruppen an, die Goldnanopartikel zu binden vermögen. Dicht mit Metallpatikeln bedeckte Nanoröhren könnten interessante Anwendungen in der Nanoelektronik eröffnen.

Die Pyrengruppen der Nanoröhrchen bieten noch einen besonderen Vorteil: Sie fluoreszieren. Diese Eigenschaft lässt sich bei der Konzeption von Biosensoren nutzen. Um das Prinzip zu demonstrieren, konstruierten die Forscher einen spezifischen Test für das Protein Avidin. Sie bestückten die Oberfläche der Nanoröhrchen mit Biotin, einem Biomolekül, das die Proteine Avidin und Streptavidin spezifisch bindet. Werden mit Goldnanopartikeln verknüpfte Streptavidinmoleküle zugegeben, binden diese über die Biotin-Anker an die Röhrchen. Die Goldpartikel kommen den Pyren-Gruppen dadurch nahe und es kommt zu elektronischer Wechselwirkungen, die die Fluoreszenz "ausknipsen". Werden Avidin und goldgebundenes Streptavidin zugegeben, binden die Biotin-Anker auf der Röhrchenoberfläche bevorzugt Avidin. Pyren-Gruppen in der Nachbarschaft von Avidin fluoreszieren. Nur an die nicht von Avidin besetzten Bindestellen kann der Fluoreszenzlöscher Gold-Streptavidin andocken. Die Stärke der Fluoreszenz hängt damit von der Avidin-Konzentration ab.

Angewandte Chemie: Presseinfo 45/2008

Autor: Chulhee Kim, Inha University, Incheon (South Korea), http://webhome.inha.ac.kr/fplab/Professor.htm

Angewandte Chemie 2008, 120, No. 51, doi: 10.1002/ange.200804087

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie