Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Verfahren macht Sauerstoff in Zellen sichtbar

18.02.2011
Chemiker weisen ungleichmäßige Verteilung nach

Sauerstoff ist für die meisten Lebewesen unentbehrlich. Dies gilt auch für den Menschen. Nur wenn Sauerstoff ausreichend vorhanden ist, sind die Atmung und der Stoffwechsel in jeder Zelle gewährleistet.

Um beide Schlüsselprozesse – Atmung und Stoffwechsel – und deren Fehlfunktionen besser zu verstehen, untersucht die Forschung die Sauerstoffverteilung und den Sauerstoffverbrauch in den Zellen. So wären „Landkarten“ bzw. Bilder der Sauerstoffverteilung ein bedeutender Schritt.

Mit herkömmlichen Messmethoden stießen Forscher dabei in den letzten Jahrzehnten immer wieder an ihre Grenzen. In jüngster Zeit wird deshalb verstärkt mit kleinsten bzw. molekularen Indikatoren und Sensoren gearbeitet, die in Gegenwart von Sauerstoff ihre Farbe ändern. Solche Indikatoren können in den Zellen mit Hilfe eines Mikroskops beobachtet werden, haben aber den Nachteil, dass sie an Zellbestandteile binden, was die Messung erschwert oder im schlimmsten Fall unmöglich macht.

Forschern der Universität Regensburg um Prof. Dr. Otto Wolfbeis und Dr. Hans-Heiner Gorris vom Institut für Analytische Chemie, Chemo- und Bioanalytik ist nun in diesem Zusammenhang ein wichtiger Durchbruch gelungen. Den Wissenschaftlern gelang es, einen empfindlichen Sauerstoff-Indikator in kleine Kügelchen aus Polystyrol – einem Kunststoff – einzuschließen. Die Kügelchen sind zwar für Sauerstoff durchlässig, aber sie schützen die Indikatoren vor dem Einfluss der Zellbestandteile. Sie werden von Zellen aufgenommen und können anschließend unter dem Mikroskop beobachtet werden.

Für ihre Untersuchungen platzierten die Chemiker zudem einen anderen Farbstoff in den Kügelchen, der gegenüber Sauerstoff unempfindlich ist und somit als Referenz dienen konnte. Über den Vergleich zwischen Sauerstoff-Indikator und Referenzfarbstoff konnten die Forscher standardisierte Messungen durchführen, die gegenüber äußeren Einflüssen unempfindlich waren.

Eine weitere Besonderheit der Kügelchen besteht darin, dass der Sauerstoff-Indikator lediglich auf dem roten Kanal einer digitalen RGB-Farbkamera aufgenommen werden kann, wohingegen der Referenzfarbstoff nur auf dem grünen Kanal erfasst wird. Das bedeutet, dass ein einziges RGB-Foto genügt, um ein Bild der zweidimensionalen Sauerstoffverteilung zu erhalten. Aufgrund der neuen Bilder erhielten die Regensburger Wissenschaftler Hinweise auf eine ungleichmäßige Sauerstoffverteilung in den Zellen und auf den Sauerstoffverbrauch in bestimmten Zellregionen.

Die Indikator-Kügelchen reagieren innerhalb von wenigen Sekunden auf Veränderungen der lokalen Sauerstoffkonzentration, so dass sie in Zukunft verstärkt zur Bestimmung des Zellstoffwechsels und der Zellatmung eingesetzt werden können. Zudem geht die Forschung derzeit davon aus, dass Krebszellen anhand ihres Sauerstoffverbrauchs von gesunden Zellen unterschieden werden können. Mit der neuen Sensortechnologie ist es nun möglich, diese Vermutung experimentell zu überprüfen.

Die Ergebnisse der Regensburger Wissenschaftler sind vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift „Chemical Science“ der britischen Royal Society of Chemistry erschienen (DOI: 10.1039/C0SC00610F).

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Dr. Hans-Heiner Gorris
Universität Regensburg
Institut für Analytische Chemie, Chemo- und Biosensorik
Tel.: 0941 943-5714
Hans-Heiner.Gorris@chemie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-regensburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik