Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Den Sturm im Reaktionsgefäß entfachen

07.09.2006
James Bond mag seinen Martini am liebsten geschüttelt, keinesfalls gerührt. Ob sich jedoch die Art des Mischens von Gin und Wermut auf den Geschmack auswirkt, ist Ansichtssache. Für chemische Experimente spielt es jedenfalls keine Rolle, ob die flüssigen Bestandteile, die miteinander reagieren sollen, durch Schütteln oder Rühren gemischt werden. Entscheidend ist, dass sie richtig und schnell gemischt sind.

"Und das ist heute ein beachtliches jedoch oft unterschätztes Problem", weiß PD Dr. Heidrun Rhode vom Institut für Biochemie I der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena, deren Gruppe sich hauptsächlich mit der Suche nach neuen Biomarkern für eine Reihe von schweren Erkrankungen beschäftigt. Denn die Experimente, die Wissenschaftler heute in den biochemischen Labors nicht nur an der Jenaer Universität durchführen, finden zunehmend mit kleiner werdenden Mengen statt. "Wir verwenden heute üblicherweise Reaktionsgefäße, die gerade einmal 50 oder sogar nur 10 Mikroliter Flüssigkeit fassen", so Dr. Rhode. 50 Mikroliter entsprechen etwa dem Volumen eines durchschnittlichen Wassertropfens.

Trotz immer schnellerer Schüttler, winziger Magnetrührer oder der Anwendung von Ultra-Schallwellen - die Oberflächenspannung des Wassers und seine Bindung an die Gefäßwände verhindern, dass sich in den kleinen Näpfchen von so genannten Mikrotiterplatten oder auf dünnen Chip-Oberflächen Flüssigkeiten zufriedenstellend mischen lassen. "Das geschieht vor allem nicht schnell genug", weiß Dr. Rhode. "Es dauert immer noch viele Minuten, bis die Mischung komplett ist." Doch in dieser Zeit können bereits Nebenreaktionen ablaufen oder sich die Konzentrationen der Lösungen und ihre Temperatur gravierend verändern.

Deshalb suchten Dr. Rhode und ihre Arbeitsgruppe nach einem alternativen Weg des Mischens und haben ihn gefunden. Sie nutzen die so genannte "Marangoni-Konvektion", auch "thermocapillary convection" genannt. Das nach einem italienischen Winzer benannte Phänomen sieht so aus: Gibt man einen Tropfen Alkohol auf eine Wasseroberfläche, so lassen sich rasante Turbulenzen mit immer wiederkehrenden geometrischen Figuren an der Wasseroberfläche beobachten. "Besonders gut sieht man dies, wenn kleine Partikel, wie beispielsweise Pfeffer, auf dem Wasser schwimmen", so Dr. Rhode. Die Jenaer Biochemikerin und ihre Kollegen konnten nun erstmals und unerwartet zeigen, dass sich die "Marangoni-Konvektion" auch in sehr kleinen Reaktionsgefäßen erzeugen und so zum extrem schnellen Durchmischen nutzen lässt. "Innerhalb einer Sekunde sind alle nacheinander pipettierten Flüssigkeiten gemischt, selbst in einem 50 Mikrolitervolumen", versichert Rhode.

Die dazu benötigte Menge Alkohol ist übrigens nicht problematisch. Erstens sei diese "winziger als winzig". "Außerdem funktioniert die Methode auch mit vielen anderen mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln", so Dr. Rhode. Die Anwender können also jeweils dasjenige Lösungsmittel für den "Sturm im Reaktionsgefäß" verwenden, das von den untersuchten Biomolekülen am besten vertragen wird.

Die von den Jenaer Forschern um Dr. Rhode entwickelte Methode wird unter dem Titel "Turbomixing in microplates" demnächst in der Fachzeitschrift Journal of Biomolecular Screening der Society of Biomolecular Screening erscheinen.

Kontakt:
PD Dr. Heidrun Rhode
Institut für Biochemie I der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Nonnenplan 2, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 938634
Fax: 03641 / 938612
E-Mail: heidrun.rhode[at]mti.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/

Weitere Berichte zu: Flüssigkeit Marangoni-Konvektion Reaktionsgefäß

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise