Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zellen aus dem Chip

28.03.2006
Wissenschaftlern vom ISAS - Institute for Analytical Sciences ist es gelungen, mit Hilfe eines Mikrochips künstliche Zellen nach dem Vorbild der Natur herzustellen.

Anders als die meisten anderen Herstellungsmethoden bietet diese nicht nur die Möglichkeit zur Massenproduktion, sondern erleichtert auch noch die weitere Bearbeitung der Zellen. Noch ohne Anwendung, aber dennoch überraschend: die Methode kann neben der für Zellen üblichen Bläschen-Form auch schlauchartige Gebilde erzeugen, die außergewöhnlich lang sind.


Falschfarben-Darstellung der kuriosen Schläuche in 1000-facher Vergrößerung
Petra Dittrich/ISAS

Die Herstellung künstlicher Zellen beschäftigt die Bio- und Nanotechnologie schon seit einigen Jahren. Wissenschaft und Industrie setzen große Erwartungen in sie: Künstliche Zellen könnten als Bioreaktoren den klimaneutralen Energieträger Wasserstoff in Massen produzieren oder als eine Art Taxi medizinische Wirkstoffe gezielt zu kranken Zellen bringen.

Doch um in einer Zelle etwas produzieren oder transportieren zu können, braucht sie erst mal eine geeignete Hülle, die Zellmembran. Sie muss flexibel und doch stabil sein, wie eine Haut das Innere schützen, aber gleichzeitig durchlässig sein für Nähr- oder Wirkstoffe und Wasser. Diese Aufgabe hat die Natur mit einer Doppelschicht aus hauptsächlich Fettsäuren, sogenannten Lipiden gelöst. Die künstliche Erzeugung von Zellmembranen auf Lipid-Basis ist jedoch schwierig, für die Massenproduktion waren bisherige Ansätze eher ungeeignet. Einen neuen und kostengünstigen Weg haben Wissenschaftler des ISAS - Institute for Analytical Sciences entdeckt. Wie sie in der englischen Zeitschrift "Lab on a Chip" berichten, können sie mit Hilfe eines Mikrochips Zellmembranen in beliebig großer Zahl herstellen.

Der Chip besteht aus drei übereinander liegenden Ebenen, in der oberen und unteren Ebene haben die Forscher winzige Kanäle, in der mittleren ebenso winzige Löcher angebracht. Gefüllt mit Wasser und Lipiden, funktioniert das ganze im Prinzip wie eine Seifenblasen-Maschine, nur statt Seifenblasen produziert der Chip eben Zellen. Außer der Möglichkeit zur Massenproduktion bietet die Methode noch weitere Vorteile, so lässt sich beispielsweise die gewünschte Größe der Zellen vorher genau definieren. "Da wir im Moment nur mit einem einzigen Chip arbeiten, haben alle von uns hergestellten Zellmembranen die gleiche Größe von etwa drei Mikrometer", erklärt Petra Dittrich vom ISAS. "Variiert man jedoch den Durchmesser von Kanälen und Löchern, sind vermutlich Größen von 300 Nanometer bis zu 30 Mikrometer machbar". Und noch ein Plus für die Herstellung per Mikrochip: die weitere Bearbeitung ist einfach. Soll etwa ein Wirkstoff in die Zellmembranen eingebracht oder deren Inhalt analysiert werden, können die dafür notwendigen Apparaturen direkt in den Chip integriert werden. So wird das bei anderen Methoden unvermeidliche Pipettieren überflüssig.

Die Mikrochip-Methode kann jedoch noch etwas: Bei geringeren Druckunterschieden zwischen der oberen und unteren Ebene entstehen keine Bläschen, sondern Schläuche. Das Erstaunliche daran: die Zell-Schläuche haben bei einem Durchmesser von drei Mikrometer eine Länge von bis zu anderthalb Zentimetern. Das ist ungefähr so, als könnte ein 30 Zentimeter dickes und anderthalb Kilometer langes Rohr in einem Stück hergestellt werden. Zudem drehen sich die Schläuche manchmal auf wie Kordeln; warum sie das tun, können die Wissenschaftler im Moment noch nicht erklären. "Wir wissen nicht, ob die Schläuche überhaupt für irgendetwas zu gebrauchen sind", erläutert Dittrich. "Aber wer weiß, vielleicht können sie eines Tages Injektionsnadeln ersetzen, dann müsste es beim Arzt nicht mehr so pieksen..."

Uta Deinet | idw
Weitere Informationen:
http://www.rsc.org/Publishing/Journals/LC/article.asp?doi=b517670k
http://www.ansci.de

Weitere Berichte zu: Massenproduktion Mikrochip Schläuche Wirkstoff Zellmembran

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden
19.04.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

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: 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...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

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

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

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