Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Methode zur Messung molekularer Abstände mit Hilfe von Lichtstreuung

22.06.2005


Veröffentlichung im Wissenschaftsjournal "Nature Biotechnology" - Molekulare Prozesse können nun beliebig lange beobachtet werden



Die Beobachtung kleinster Teilchen und einzelner Moleküle, aus denen sich unsere belebte und unbelebte Materie zusammensetzt, ist mit herkömmlichen optischen Mikroskopen meistens nicht möglich. Eine neue Methode, als Plasmonenkopplung bezeichnet, erlaubt es nun, Abstände im Nanometerbereich zu erfassen. Damit ist auch die Beobachtung von langsam ablaufenden Prozessen beliebig lange möglich. Das Wissenschaftsjournal "Nature Biotechnology" stellt die neue Methode von Prof. Dr. Carsten Sönnichsen und Kollegen in seiner neuesten Ausgabe vor (Nature Biotechnologie 23: 741-745).



Sönnichsen ist seit Anfang des Jahres Juniorprofessor am Institut für Physikalische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Zuvor hatte er bereits an der University of California in Berkeley und dem Lawrence Berkeley National Laboratory über Abstandsmessungen im Nanometerbereich - die Skala reicht von einigen millionstel Millimetern bis zu einem tausendstel Millimeter, das ist bis zu 100.000-mal kleiner als ein menschliches Haar - geforscht. "Mit Hilfe der Plasmonenkopplung können wir beispielsweise sehen, welche Prozesse in einer Zelle genau ablaufen", erklärt der Physiker. So kann beobachtet werden, wie sich etwa verschiedene Proteine an einen DNA-Strang anlagern. Beobachtungen, die bisher nur für wenige Sekunden möglich waren, können nun beliebig lange verfolgt werden. Dadurch können auch Prozesse, die sehr langsam ablaufen, untersucht werden.

Grundlage der neuen Methode ist die Lichtstreuung an nanoskopisch großen Gold- und Silber-Teilchen. Gold- und Silber-Nanopartikel leuchten farbig, wenn sie mit dem weißen Licht einer Halogenlampe in einer bestimmten Anordnung bestrahlt werden. Je nach Größe und Form der Nanoteilchen ändert sich die Farbe des Metalls. Zum Beispiel sehen Suspensionen von kleinen Gold-Nanopartikeln in Wasser rot aus - im Gegensatz zu dem gelblichen Schimmer, den Gold normalerweise zeigt. Bei einer stärkeren Zusammenballung dieser Partikel ändert sich die Farbe sogar noch stärker hin zu tief blau bis violett. Diese Phänomene sind schon lange bekannt und seit über 100 Jahren prinzipiell theoretisch verstanden. "Wir nutzen diese Eigenschaften auf eine neue Art und Weise für die Erforschung einzelner biologischer Moleküle", so Prof. Sönnichsen.

Hierbei werden die Gold- und Silberteilchen als Abstandssensoren eingesetzt. Indem sich ein Teilchen, bildlich gesprochen, rechts und ein weiteres links von einem Molekül anlagert, entsteht eine Art chemische Hantel. Wenn sich nun an dem Molekül etwas ändert oder es sich bewegt und dadurch eine Abstandsänderung zwischen dem rechten und linken Metallteilchen erfolgt, wird sich auch die ausgestrahlte Farbe ändern. Denn die Farbe ist abhängig vom Abstand der Teilchen. Da beide Teilchen und ihr Abstand weitaus kleiner sind als die Auflösungsgrenze eines optischen Mikroskops, nimmt man sowohl die einzelnen Partikel als auch die Partikelpaare als jeweils nur einen Punkt war. Die Änderung selbst ist also nur als Farbänderung zu beobachten. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen molekularen Sensoren auf Basis des Förster Energietransfers zwischen zwei Farbstoffmolekülen (FRET) ist die unbegrenzte Lebensdauer der Partikel, die so eine kontinuierliche Beobachtung ermöglichen. Das neue Instrument, so die Einschätzung von Fachkollegen, könnte sich als eine sehr hilfreiche Ergänzung für den Nanotechnologie-Werkzeugkasten erweisen.

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-mainz.de/FB/Chemie/nano/

Weitere Berichte zu: Beobachtung Lichtstreuung Molekül Partikel Teilchen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

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

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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