Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Es kommt auf die Länge an

22.01.2013
Chemische Funktionalisierung langer Kohlenstoffnanoröhren verkürzt deren effektive Länge und hebt ihre Asbest-artige Pathogenität auf

Kohlenstoffnanoröhren ähneln von ihrer Gestalt her Asbestfasern und leider scheinen lange, reine Nanoröhren auch eine ähnliche Pathogenität zu besitzen wie Asbest. Ein europäisches Forscherteam berichtet jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie, dass chemische Modifizierungen, z.B. mit Tri(ethylenglycol), diese aufheben können, wenn die Röhrchenoberfläche dabei hydrophiler und die effektive Länge der Röhren verringert wird.


Hydrophile Funktionalisierung von Kohlenstoffnanoröhrchen hebt deren Asbest-artige Pathogenität auf

(c) Wiley-VCH

Kohlenstoffnanoröhrchen haben sich dank ihrer einzigartigen physikalischen, chemischen und elektronischen Eigenschaften zu einem der populärsten Nanomaterialien gemausert. Anwendungen finden sich z.B. in der Elektronik, der Verstärkung von Kunststoffen, aber auch im biomedizinischen Bereich, z.B. als Nanotransporter, die Wirkstoffe in Zellen schleusen. Für viele der Anwendungen, insbesondere im Bio-Bereich, ist es notwendig, die Oberfläche der winzigen Röhren zuvor chemisch zu verändern.

Eine großtechnische Produktion von Kohlenstoffnanoröhren könnte allerdings gesundheitliche Risiken bergen. So kamen Studien zum Ergebnis, dass mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren mit einer Länge von mehr als 20 µm genauso wie Asbestfasern Entzündungen und in der Folge Granulome, entzündungsbedingte, knotenartige Gewebeneubildungen, verursachen, da die Makrophagen unseres Immunsystems die langen Fasern nicht aufnehmen und entfernen können. Kürzere Kohlenstoffnanoröhrchen und solche mit bestimmten Oberflächenmodifizierungen zeigten in anderen Studien dagegen eine deutlich abgemilderte Toxizität.

Das Team um Maurizio Prato, Alberto Bianco und Kostas Kostarelos wollte nun wissen, welche Rolle chemische Modifizierungen bei der Behebung des Toxizitätsrisikos der Röhrchen spielen könnten. Die Wissenschaftler vom University College London (UK), vom CNRS in Straßburg (Frankreich) und der Università di Trieste (Italien) knüpften Kohlenwasserstoffketten bzw. Tri(ethylenglycol)-Ketten als Seitengruppen an die Oberfläche mehrwandiger Kohlenstoffnanoröhrchen und testeten deren Wirkung. Sowohl die unbehandelten als auch die mit Kohlenwasserstoffketten versehenen Röhrchen verursachten bei Mäusen asbestartige Entzündungen und Granulome. Die Kohlenstoffnanoröhrchen mit den Tri(ethylenglycol)-Ketten dagegen nicht.

Die Unterschiede scheinen eine Frage der Aggregation zu sein, da diese die Länge der Röhrchenbündel beeinflusst: Wie Aufnahmen mit dem Transmissionselektronen- und dem Rasterkraftmikroskop belegen, wird die effektive Länge der Röhrchen während der Reaktion, bei der die Tri(ethylenglycol)-Ketten angeknüpft werden, verkürzt, da die einzelnen Röhrchen offenbar voneinander getrennt werden. Und so interagieren sie dann mit dem Gewebe in Form kürzerer, wesentlich hydrophilerer, vereinzelter Fasern. Die unmodifizierten Röhrchen und die mit unpolaren Kohlenwasserstoffen auf ihrer Oberfläche wechselwirken dagegen als längere Bündel einzelner Nanoröhrchen mit dem Gewebe. Die Forscher schließen, dass nur solche Modifikationen die toxikologischen Probleme lindern können, die zu einer Entwirrung der Röhrchen-Bündel führen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 03/2013

Autor: Alberto Bianco, CNRS, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg (France), mailto:a.bianco@ibmc-cnrs.unistra.fr

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201207664

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufräumen? Nicht ohne Helfer
19.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie