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 Der Regulation des Brustkrebsgens BRCA1 auf der Spur
05.02.2016 | Universitätsmedizin Göttingen - Georg-August-Universität

nachricht Diese Zellen sagen, wo’s lang geht
05.02.2016 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried

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: Automatisiertes Fahren: Lenken ohne Grenzen

Projekt OmniSteer startet mit 3,4 Millionen Euro Budget, um urbane Manövrierfähigkeit von Autos zu steigern

Autos steigern die Mobilität ihrer Nutzer. In engen Innenstädten jedoch stoßen sie an die Grenzen der eigenen Manövrierfähigkeit. Etwa für Vielparker wie...

Im Focus: Automated driving: Steering without limits

OmniSteer project to increase automobiles’ urban maneuverability begins with a € 3.4 million budget

Automobiles increase the mobility of their users. However, their maneuverability is pushed to the limit by cramped inner city conditions. Those who need to...

Im Focus: Embedded World: Fraunhofer ESK zeigt Entwicklung eines ausfallsicheren Bordnetzes für die Autos der Zukunft

Hochautomatisiertes Fahren setzt voraus, dass Fahrzeuge Fehler selbstständig beheben können, bis der Fahrer in der Lage ist, selbst einzugreifen. Dazu muss im Bordnetz des Autos die Ausfallsicherheit kritischer Funktionen garantiert sein. Das Fraunhofer ESK zeigt auf der Embedded World in Nürnberg (23. bis 25. Februar), wie das mit Erweiterungen des aktuellen AUTOSAR-Standards umzusetzen ist. Hierfür stellen die ESK-Forscher auch eine Werkzeugkette vor, mit der solche Bordnetze entwickelt werden können (Halle 4 / Stand 460).

Fällt in einem hochautomatisierten Fahrzeug eine Steuerungseinheit aus, muss das Fahrzeug selbstständig reagieren, bis der Fahrer eingreifen und das Fahren...

Im Focus: Fusionsanlage Wendelstein 7-X erzeugt erstes Wasserstoff-Plasma

Bundeskanzlerin schaltet Plasma ein / Beginn des wissenschaftlichen Experimentierbetriebs

Am 3. Februar 2016 wurde in der Fusionsanlage Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald das erste Wasserstoff-Plasma erzeugt....

Im Focus: Mikroskopie: Neun auf einen Streich

Fortschritt für die biomedizinische Bildgebung: Im Biozentrum der Uni Würzburg wurde die Fluoreszenzmikroskopie so weiterentwickelt, dass sich jetzt bis zu neun verschiedene Zellstrukturen gleichzeitig markieren und abbilden lassen.

Mit der Fluoreszenzmikroskopie können Forscher Biomoleküle in Zellen sichtbar machen. Sie markieren die Moleküle mit fluoreszierenden Sonden, regen diese mit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

25 Jahre tropische Meeresforschung in Bremen: das Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie

05.02.2016 | Veranstaltungen

Programmieren lernen leicht gemacht - GFOS lädt zum GFOS Java Summercamp

04.02.2016 | Veranstaltungen

Bochum Treff Bergmannsheil: 200 Chirurgen diskutierten aktuelle Therapien bei Protheseninfektionen

04.02.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Pharmapack: Neue Verpackungslösungen von SCHOTT

05.02.2016 | Messenachrichten

Diese Zellen sagen, wo’s lang geht

05.02.2016 | Biowissenschaften Chemie

„LAVA“ kann Implantate verbessern

05.02.2016 | Materialwissenschaften