Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vom Molekül zum Objekt

05.01.2011
Größte synthetische Struktur mit molekularer Präzision

Schon immer versucht die Organische Chemie, die Biologie nachzuahmen. Während sich bereits viele Moleküle herstellen lassen, die Biomoleküle in ihrer Struktur und Funktion nachahmen, ist es noch immer eine Herausforderung, Größe und Form großer Biomoleküle zu erreichen.

Ein internationales Team um A. Dieter Schlüter von der ETH Zürich stellt nun ein verästeltes Polymer vor, das in seiner Größe und zylindrischen Form dem Tabakmosaikvirus ähnelt. Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, handelt es sich dabei um das bisher größte synthetische Makromolekül mit definierter Form und definiertem atomaren Aufbau.

Die größten künstlichen Strukturen mit einer definierten Anordnung ihrer Atome waren bisher Polystyrol-Polymere mit einer Molekülmasse von etwa 40 Mio Dalton. Das entspricht aber lediglich einem kleinen Bruchteil der Masse großer DNA-Moleküle. Ein großes künstliches Molekül herzustellen, das überdies noch mit einer definierten Form aufwarten kann, ist um ein Vielfaches schwieriger. Für die Biologie ist es dagegen Routine. Selbst der einfachste Organismus verfügt über gut definierte Formen, beispielweise das stäbchenförmige Tabakmosaikvirus. Für Chemiker ist es ein Vorbild: ein massives molekulares Ensemble mit einer perfekten Kontrolle der chemischen Struktur, Funktion, Größe und molekularen Form.

Schlüter und seine Kollegen präsentieren nun ein verzweigtes Polymer, das sich in seiner Größe und Form dem Tabakmosaikvirus annähert. Die aufwändige Synthese, die unter anderem 170.000 bindungsbildende Reaktionen an einem einzigen Molekül verlangt, führte zu einem strukturell definierten, linearen Makromolekül mit einem Durchmesser von etwa 10 nm und einer Molekülmasse von 200 Mio Dalton. Damit erreicht es eine vergleichbare Molmasse, einen Querschnitt und die zylindrische Form wie besagter Tabakmosaikvirus.

Das neue Riesenmolekül ist ein so genanntes dendronisiertes Polymer: Es besteht aus einem linearen Rückgrat mit hochverzweigten, regelrecht verästelten Seitenketten. „Dies ist das bisher größte bekannte synthetische Makromolekül mit definierter chemischer Struktur und definierter Form,“ so Schlüter. „Unser Ansatz ist ein erster Schritt zur Herstellung molekularer Objekte.“ Als Objekt wird ein Gebilde angesehen, wenn es seine Form, unabhängig von seiner jeweiligen Umgebung, beibehält und wenn man sein Inneres von der äußeren Umgebung unterscheiden kann und es dazwischen eine eindeutige Grenzfläche gibt. Es gibt zwar bereits viele künstliche Nanoobjekte, aber diese bestehen nicht aus einem einzigen Molekül, sondern aus Aggregaten mehrer bis vieler einzelner Moleküle.

Angewandte Chemie: Presseinfo 48/2010

Autor: A. Dieter Schlüter, ETH Zürich (Switzerland), http://www.polychem.mat.ethz.ch/people/head/dieters

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201005164

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.polychem.mat.ethz.ch/people/head/dieters

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben
23.10.2017 | Universität Regensburg

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie