Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ETH-Forscher bauen Montagelinie im Nano-Format

28.08.2014

Hauptkanal der mikrofluidischen Plattform ist nur 30 Mikrometer breit

Wissenschaftler der ETH Zürich http://ethz.ch haben eine winzige Fertigungslinie entwickelt, die dem Zusammenbau von biologischen Molekülen dient. Kleinste biologische Röhrchen, sogenannte Mikrotubuli, dienen in der Nano-Montagelinie als Transporter für die Montage mehrerer molekularer Objekte. "Damit wäre es möglich, gezielt neue komplexe Stoffe oder Materialien zusammenzubauen", unterstreicht ETH-Nanobiologin Viola Vogel.


Mikrotubuli: dienen in der Nano-Montagelinie als Transporter

(Foto: S. Hertig)

Dreimal dünner als ein Haar

Das Prinzip ist vergleichbar mit Fertigungslinien im Auto- und Flugzeugbau. Denn bei der molekularen Montagelinie kommen alle Elemente einer Fertigungsstraße vor: Ein beweglicher Montageträger und ein Montageobjekt, zu verbauende Teile, die an verschiedenen Stationen montiert werden; dazu ein Antrieb für den Montageträger inklusive Treibstoff, damit der Montageträger mit dem Objekt von einer zur nächsten Fertigungsstation gelangen kann.

Die Montagelinie ist als mikrofluidische Plattform ausgelegt, in die eine wässrige Lösung gepumpt wird. Diese Plattform ist eine Art Kanalsystem. Der Hauptkanal ist 30 Mikrometer breit und damit rund dreimal dünner als ein menschliches Haar. In ihn münden mehrere Zu- und Abflüsse. Entwickelt wurde die Plattform von Vogels Doktorand Dirk Steuerwald. Hergestellt wurde der innovative Prototyp im Reinraum von IBM Research - Zurich in Rüschlikon.

ATP als "Wunder-Treibstoff"

Das Kanalsystem wurde mit einem Teppich aus Kinesin ausgekleidet, da es zwei bewegliche Köpfe hat, deren Bewegung durch das energiereiche Molekül ATP zustande kommt. ATP ist in diesem künstlichen System der Treibstoff. Als Montageträger dienten Mikrotubuli, die in Zellen gemeinsam mit Kinesin den Warentransport bewältigen. Kinesin kann mit seinen beweglichen Köpfen an die Mikrotubuli binden und durch die Bewegung die Mikrotubuli fortbewegen.

Unterstützt wird diese Fortbewegung durch die Strömung der ins Kanalsystem eingepumpten Flüssigkeit. Fünf Zu- und Abflüsse sorgen für eine gerichtete Strömung im Hauptkanal und teilen diesen zugleich in scharf voneinander abgesetzte Segmente ein, die sich nicht mischen: einen Landebereich, in welchen die Montageträger eingesetzt werden, zwei Montagestationen und zwei weitere Bereiche als Endstationen, wo das Produkt ausgeliefert wird.

Obwohl das ETH-Team nun einen lang gehegten Traum verwirklicht hat, gibt sich Vogel noch vorsichtig: "Das System steht erst am Anfang, von einer technischen Anwendung sind wir weit entfernt." Sie hätten hier erst bewiesen, dass das Prinzip funktioniere. "Das System muss künftig weiter optimiert werden", ergänzt Vogel. Details zum Forschungsprojekt sind im Fachmagazin "Lab on a Chip" der Royal Society of Chemistry http://rsc.org nachzulesen.

Florian Fügemann | pressetext.redaktion

Weitere Berichte zu: ATP ETH Hauptkanal Kanalsystem Mikrotubuli Montagelinie Nano-Format Prototyp Stoffe Strömung Treibstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Live-Verfolgung in der Zelle: Biologische Fussfessel für Proteine
19.06.2018 | Universität Basel

nachricht Tag it EASI - neue Methode zur genauen Proteinbestimmung
19.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

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

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

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