Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektrische Molekülfalle

30.09.2005


Das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik entwickelte eine Apparatur, mit der in Wasser gelöste Proteinmoleküle definiert auf eine feine Metallspitze gezogen bzw. wieder freigesetzt werden.



In der medizinischen Analytik, z. B. bei der Bestimmung der Blutwerte, geht die Entwicklung hin zu immer kleineren Probenmengen. Dies hat nicht nur - im wahrsten Sinne des Wortes - spürbare Vorteile für den Patienten. In kleineren Volumina geschehen chemische Reaktionen schneller, sie verbrauchen weniger kostbares Probenmaterial und lassen sich leichter automatisieren. Der Traum jeden Chemikers ist es schließlich, die verwendeten Mengen so weit zu verringern, dass sich Experimente mit wenigen, im Idealfall einzelnen Molekülen durchführen lassen. Für viele solcher Untersuchungen ist es notwendig, das Molekül "fest zu halten", nach der Analyse dann aber zu entlassen, um Platz für das nächste Molekül zu machen. Für Moleküle im Vakuum gibt es schon seit Längerem solche Fallen, nicht jedoch in wässrigen Lösungen, wie sie insbesondere in der Medizin unverzichtbar sind.



Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist kürzlich Wissenschaftlern am Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik in Potsdam gelungen. In Kooperation mit der Universität Göteborg haben Ralph Hölzel und Frank Bier eine Apparatur entwickelt, mit der in Wasser gelöste Proteinmoleküle "auf Knopfdruck" an eine feine Metallspitze gezogen werden. Dort lassen sie sich dann z.B. mit optischen Methoden untersuchen. Anschließend werden sie, wiederum auf Knopfdruck, freigesetzt. Möglich wurde das Verfahren durch den Einsatz sehr kleiner und extrem spitzer "Nanoelektroden". Mit diesen lassen sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung in einem eng begrenzten Volumen sehr starke elektrische Felder erzeugen, die auf Grund ihrer räumlichen Verteilung auch ungeladene Moleküle anziehen. Die Forscher verwenden Wechselspannungen im Radiowellenbereich um 1 MHz, so dass im Wasser gelöste geladene Teilchen lediglich hin und her schwingen, während die Proteinmoleküle zu den Elektrodenspitzen wandern.

Auf ähnlichen Grundlagen basierende "Lab-on-a-chip"-Systeme, die lebende Zellen charakterisieren und sortieren, sind seit einigen Jahren am Markt eingeführt. Die Leistungsfähigkeit dieser Systeme ließe sich durch die beschriebene Möglichkeit, einzelne Moleküle allein durch elektrische Signale zu manipulieren, wesentlich steigern. Die automatisierte Synthese und Analyse einzelner Moleküle auf solchen weiterentwickelten Chips rückt damit in greifbare Nähe.

"Trapping single molecules by dielectrophoresis", R. Hölzel, N. Calander, Z. Chiragwandi, M. Willander und F. F. Bier, Phys. Rev. Lett. 95 (12), 128102

Das Fraunhofer Institut in Potsdam forscht an Biochips, die eine effektivere und schonendere Behandlung für den Patienten ergeben sollen.

Ansprechpartner:

Dr. Ralph Hölzel
Tel: 033200 / 88 - 483
Email: ralph.hoelzel@ibmt.fraunhofer.de

oder:

Prof. Dr. Frank F. Bier
Tel: 033200 / 88 - 378
Email: frank.bier@ibmt.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT)
Abteilung Molekulare Bioanalytik & Bioelektronik
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal

Annette Maurer | idw
Weitere Informationen:
http://www.ibmt.fraunhofer.de/ibmt3ambtmolekular_index.html

Weitere Berichte zu: Biomedizinisch Metallspitze Molekül Proteinmoleküle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität
25.04.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Wehrhaft gegen aggressiven Sauerstoff - Metalloxid-Nickelschaum-Elektroden in der Wasseraufspaltung
25.04.2017 | Universität Ulm

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: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen

25.04.2017 | HANNOVER MESSE

RWI/ISL-Containerumschlag-Index: Kräftiger Anstieg setzt sich fort

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen

Pharmacoscopy: Mikroskopie der nächsten Generation

25.04.2017 | Medizintechnik