Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Polymere sollen mobile DNA-Analysen ermöglichen

17.06.2011
BMBF fördert anwendungsorientierte Forschungsprojekte der Universität Jena

Ist es Schweinegrippe, Vogelgrippe oder doch ein „herkömmlicher“ Grippevirus? Wollen Ärzte heute bestimmen, an welchem Influenzatypus ein Patient erkrankt ist, müssen Blutproben in einem Labor untersucht werden. Dabei geht wichtige Zeit verloren, die für die Behandlung oder sogar für eventuelle Quarantänemaßnahmen notwendig wäre. In naher Zukunft sollen solche Fragen direkt vor Ort beantwortet werden können.

Ein Netzwerk aus 15 Thüringer Unternehmen und fünf Thüringer Forschungseinrichtungen unter Koordination der Analytik Jena AG arbeitet u. a. daran im Wachstumskern „Bioanalytik und Oberflächen zur Integration in Systemen“ (BASIS) – unterstützt durch den Projektträger Jülich sowie die Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen. Ziel des Verbundes, welcher seit 2009 besteht, ist es, spezielle Polymer-Beschichtungen aus sogenannten „Hydrogelen“ für sehr unterschiedliche Anwendungsfelder zu entwickeln. Federführend sind Unternehmen aus den Marktbereichen Messtechnik für biologische Systeme, mobile Analytik und Implantologie.

Nach erfolgreicher Begutachtung des Verbundes wird BASIS als Innovativer regionaler Wachstumskern im Förderprogramm „Unternehmen Region“ durch das Bundesministerium für Forschung und Bildung (BMBF) seit 1. Juni mit insgesamt 9,1 Millionen Euro für die nächsten drei Jahre gefördert. Die Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU), die mit zwei Forschergruppen am Verbundprojekt beteiligt ist, erhält davon insgesamt 1,19 Millionen Euro.

Die Problemlösungsplattform kann in drei Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen: Einerseits soll eine mobile Analytik von DNA entwickelt werden. Andererseits wollen die Forscher neue Beschichtungen für Messsysteme herstellen, die im Wasser eingesetzt werden und auf deren Sensoroberfläche sich keine Organismen anlagern können. Drittens sollen in den nächsten drei Jahren Gelenk- und Zahnimplantate mit antibakterieller Beschichtung entstehen.

„In allen drei Anwendungsbereichen setzen wir auf die Beschichtung mit sogenannten Hydrogelen“, sagt PD Dr. Michael Gottschaldt vom Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der Universität Jena. „Das sind Wasser enthaltende aber wasserunlösliche Polymere, die durch ihre hydrophilen Eigenschaften aufquellen und dadurch eine abweisende Oberfläche bilden“, erklärt der Jenaer Chemiker, der zur beteiligten Forschergruppe um Prof. Dr. Ulrich S. Schubert gehört. Die Wissenschaftler der Universität Jena nutzen zur Synthese der Hydrogele vor allem spezielle Polyethylenoxid- und Poly(2-Oxazolin)-Polymere für ihre Versuche, die optimale Beschichtung für die jeweilige Anwendung zu finden. „Die Polymere werden zusätzlich miteinander vernetzt, so dass eine geschlossene Schicht entsteht“, erklärt Michael Gottschaldt. „Wie diese Beschichtungen für die unterschiedlichen Anwendungen allerdings im Einzelnen zusammengesetzt sein müssen, wollen wir im Lauf des Forschungsprojektes herausfinden.“

Vielfältige Kooperationsmöglichkeiten und Methoden stehen den Wissenschaftlern dabei innerhalb des 2010 gegründeten Zentrums der Universität, dem „Jena Center for Soft Matter“ (JCSM), zur Verfügung. Für den DNA-Nachweis etwa muss in die Beschichtung des Sensors ein Material integriert werden, das Nukleinsäuren bindet. Zur Überprüfung der verschiedenen Polymerproben drucken die Chemiker sie mit einem Tintenstrahldrucker auf Glasträger und nehmen sie unter die Lupe bzw. unter das Mikroskop.

Mit einem anderen Druckverfahren arbeitet auch Dr. Sergiy Zankovych aus dem Team von Prof. Dr. Klaus D. Jandt. Die Wissenschaftler vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Universität Jena wenden u. a. das Micro-Contact-Printing-Verfahren an, um die von den Chemikern entwickelten Beschichtungen auf den jeweiligen Sensoren zu strukturieren. Dadurch können sie deren Wirkungsweise verbessern und genau auf die jeweilige Anwendung zuschneiden. Natürlich müssen auch sie die verwendeten Materialien genauestens untersuchen, um Fertigungstechniken für die industrielle Herstellung zu entwickeln. Im BASIS-Projekt entwickelt das IMT physikalische Strukturierungsmethoden von Hydrogelen für die Anwendung in der mobilen Analytik. „Das BASIS-Projekt ist ein ausgezeichnetes Beispiel, wie sich Grundlagenforschung in Thüringen auch für die Thüringer Industrie auszahlt“ sagt Prof. Jandt. „BASIS ist aus grundlagenorientierten Forschungsprojekten – Grenzflächenfunktionalisierung, 3D-Biointerfaces – hervorgegangen, die in langfristiger Zusammenarbeit u. a. vom Institut für Bioanalytik Heiligenstadt, Innovent Jena, dem Lehrstuhl für Biomechatronik der TU Ilmenau und dem Lehrstuhl für Materialwissenschaft der FSU Jena durchgeführt wurden“. Die Beteiligung der Industrie an diesen Vorläufer-Projekten durch einen Beirat hat dazu beigetragen, Grundlagenforschung in industriegetriebene anwendungsorientierte Forschung umzusetzen.

Kontakt:
PD Dr. Michael Gottschaldt / Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der Universität Jena
Humboldtstraße 10, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948222 oder 948201
E-Mail: michael.gottschaldt[at]uni-jena.de / info[at]schubert-group.de
Prof. Dr. Klaus D. Jandt
Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947730, E-Mail: k.jandt[at]uni-jena.de

Sebastian Hollstein | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Von der Genexpression zur Mikrostruktur des Gehirns
24.04.2018 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Nano-Ampel zeigt Risiko an
24.04.2018 | Universität Duisburg-Essen

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: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

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

Von der Genexpression zur Mikrostruktur des Gehirns

24.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Bestrahlungserfolg bei Hirntumoren lässt sich mit kombinierter PET/MRT vorhersagen

24.04.2018 | Medizintechnik

RWI/ISL-Containerumschlag-Index auf hohem Niveau deutlich rückläufig

24.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

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