Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gold-Nanopartikel finden Anwendung in der Biomedizinforschung

12.11.2002


Gold - da kriegen nicht nur Millionäre vom Schlage eines Dagobert Duck strahlende Augen. Fluoreszierenden Molekülen aber geht in der Nähe des Edelmetalls alle Leuchtkraft verloren.



Das haben jetzt die LMU-Physiker Prof. Jochen Feldmann, Dr. Thomas Klar und Dipl.-Phys. Eric Dulkeith in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern in Ulm und Potsdam sowie dem holländischen Enschede gezeigt (Physical Review Letters, Bd. 89, Ausgabe 11, Artikel # 203002, 11.11.2002). Stoffe, die Leuchtmoleküle abschalten können, sind in der Forschung heiß begehrt. Diese Fluoreszenzlöscher können nämlich an Proteine oder andere Moleküle gekoppelt werden, deren Aufenthaltsort in der Zelle bestimmt werden soll. In der Zelle werden fluoreszierende Moleküle verteilt. Dort, wo es nicht leuchtet, befindet sich das gesuchte Molekül - mit angehängtem Fluoreszenzlöscher, der in der Umgebung das Licht ausmacht. Bisher wurden als Farbstofflöscher meist organische Moleküle benutzt. Diese verfügen oft aber selbst über eine gewisse Fluoreszenz und sind nicht photostabil, zerlegen sich also schnell. "Gold dagegen begründet eine neue Generation der Biomarker", so Feldmann. "Denn es ist praktisch nicht zerstörbar und hat keine störende Eigenfluoreszenz."



Überraschend für die Forscher war, dass selbst Goldnanopartikel mit einem Durchmesser von nur zwei Nanometern, also zwei millionstel Millimetern, fluoreszierende Moleküle zu 99,8 Prozent abschalten können. "Das ist etwa zehn Mal effizienter als die Wirkung der organischen Fluoreszenzlöscher", berichtet Klar. "Dass bereits so kleine Goldpartikel eine derart hohe Effizienz besitzen, ist von großer Bedeutung für die biologische und medizinische Forschung." Die Münchner Forscher haben auch größere Goldpartikel mit bis zu 60 Nanometer Durchmesser untersucht und damit erstmals eine Studie über die Größenabhängigkeit des Löscheffekts von Goldpartikeln durchgeführt.

Partikel aus Gold können Fluoreszenz so effektiv löschen, weil sie den Farbstoffmolekülen Energie entziehen, so dass diese nicht mehr leuchten können - das ist der so genannte resonante Energietransfer. Daneben aber senkt schon die Präsenz des Goldes die Leuchtfähigkeit der fluoreszierenden Moleküle. Die "strahlende Rate" erniedrigt sich. Erst das Zusammenwirken beider Effekte ermöglicht die ungemein effiziente Unterdrückung der Fluoreszenz durch Gold.

Die herausragende Löschkraft des Goldes hat noch einen weiteren Effekt. "Der Energieraub findet nur statt, wenn die beiden Partikel nicht mehr als ein paar Nanometer voneinander entfernt sind", so Dulkeith. "Aus der Stärke des Leuchtkraftverlustes kann man dann rückwirkend sehr exakt die Positionen der gesuchten Moleküle berechnen."


Ansprechpartner:

Dr. Thomas Klar
Lehrstuhl für Photonik und Optoelektronik
Sektion Physik und CeNS
Tel: 089-2180-3443
Fax: 089-2180-3441
E-Mail: thomas.klar@physik.uni-muenchen.de

Cornelia Glees-zur Bonsen | idw

Weitere Berichte zu: Fluoreszenz Fluoreszenzlöscher Molekül Nanometer Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics