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 Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Rasche Umweltveränderungen begünstigen Artensterben
19.10.2017 | Universität Zürich

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: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mobilität 4.0: Konferenz an der Jacobs University

18.10.2017 | Veranstaltungen

Smart MES 2017: die Fertigung der Zukunft

18.10.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gravitationswellen: Sternenglanz für Jenaer Forscher

19.10.2017 | Physik Astronomie

Materie-Rätsel bleibt weiter spannend: Fundamentale Eigenschaft von Proton und Antiproton identisch

19.10.2017 | Physik Astronomie

Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie