Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schaltbare Nanoventile: pH-sensitive Pseudorotaxane als reversibler Verschluss für Wirkstoff-Nanotransporter

07.03.2008
Aufgespießte Kürbisse

Ventile begegnen uns im täglichen Leben überall, sei es im Wasserhahn, sei es im Vergaser unseres Automotors, sei es an unserem Fahrradschlauch.

Ventile gibt es aber auch in der Nanowelt. Ein Team aus Forschern um J. Fraser Stoddart und Jeffrey I. Zink von der University of California (Los Angeles, USA) hat nun ein neues Nanoventil entwickelt. In der Zeitschrift Angewandte Chemie verraten die Wissenschaftler, was das Besondere daran ist: Anders als seine Vorgängermodelle, die nur in organischen Lösungmitteln funktionieren, arbeitet dieses Ventil im wässrigen Milieu und unter physiologischen Bedingungen - Voraussetzung für einen Einsatz als Verschluss nanoskopischer Transportmittel für Pharmaka, die ihre Fracht zur richtigen Zeit am richtigen Ort freisetzen sollen.

Damit Pharmaka gezielt nur im erkrankten Organ wirken, braucht man geeignete Nanoverpackungen, die den Wirkstoff zum Zielort transportieren und auch nur dort herauslassen. Gute nanoskopische Packmittel sind beispielsweise winzige Kügelchen aus einem porösen Silikat. Die Poren werden mit dem Wirkstoff befüllt und müssen dann mit winzigen regelbaren Ventilen verschlossen werden.

... mehr zu:
»Gastmolekül

Die Wissenschaftler knüpften stielförmige Moleküle auf die Oberfläche der porösen Kügelchen und füllten die Poren mit Gastmolekülen. Bei neutralen bis sauren pH-Werten stülpten sie Cucurbituril-Moleküle auf diese "Stiele". Cucurbituril ist ein dickes, ringförmiges Molekül mit einer Form, die an einen beidseitig ausgehöhlten Kürbis erinnert. Das entstehende supramolekulare Gebilde, das wie ein aufgespießter Kürbis aussieht und von Chemikern als Pseudorotaxan bezeichnet wird, blockiert nun die Poren, sodass die Gastmoleküle nicht austreten können. Die Nanoventile sind geschlossen.

Wird jedoch der pH-Wert ins Basische erhöht, wird die Wechselwirkung zwischen "Kürbissen" und "Spießen" geschwächt, die Kürbisse lösen sich ab und machen die Porenausgänge wieder frei. Die Ventile sind nun offen, die Gastmoleküle treten aus.

Nun muss noch an den molekularen Details der einzelnen Komponenten gefeilt werden. Das Ziel: sehr kleine Unterschiede im pH-Wert zwischen gesundem und krankem Gewebe sollen dann ausreichen, um die Ventile zu schalten und den Wirkstoff nur in kranken Zellen freizusetzen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 10/2008

Autor: Jeffrey I. Zink, University of California, Los Angeles (USA), http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/jzink/

Angewandte Chemie 2008, 120, No. 12, 2254-2258, doi: 10.1002/ange.200705211

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/jzink/

Weitere Berichte zu: Gastmolekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden
06.12.2016 | Universität Osnabrück

nachricht Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert
06.12.2016 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften

Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie