Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn die Wand nichts mehr verbergen kann

09.03.2009
Laserstrahlen lassen Forscher verborgene Strukturen in Medikamenten erkennen

Sie können durch die Wand sehen, die Forscher am Max-Planck-Institut für Metallforschung. Mithilfe von Laserstrahlen haben sie erstmals das Innere winziger Kunststoffkügelchen sichtbar gemacht. Dabei entdeckten sie geordnete Strukturen, die diese Kugeln stabilisieren. Vielleicht können die Wissenschaftler nun erklären, wie eine Arznei aus diesen Kügelchen gegen Leberkrebs wirkt. Bisher mussten die Forscher die Hülle aufschneiden, um zu sehen, wie ein Medikament von Innen aussieht. Dabei verletzten sie das Material und störten manchmal sogar chemische Reaktionen. Nun schauen die Wissenschaftler einfach durch den Mantel. Auf diesem Weg wollen sie unter anderem aufklären, wie Heilmittel funktionieren. (Physical Review Letters, 6. März 2009)


Verborgene Strukturen, etwa in diesen Kunststoffkügelchen, können die Forscher mithilfe der nicht-linearen Lichtstreuung sichtbar machen. Bild: MPI für Metallforschung

Zwei Laserstrahlen sind es, die den Forschern den Blick durch die Wand ermöglichen. Einer ist für das Auge des Menschen sichtbar, der zweite nicht, er besteht aus infrarotem Licht. Flach treffen die beiden Laserstrahlen auf den Festkörper. Sie überlagern sich im Material und bilden so einen neuen Strahl, der an den Atomen in alle Richtungen reflektiert wird. Nicht-lineare Lichtstreuung heißt dieses Verfahren.

Eine Kamera fängt die reflektierten Laserstrahlen ein. Das aufgezeichnete Wellenmuster verrät, wie stark die Bausteine geordnet sind, wie weit sich der geordnete Bereich erstreckt und wo er ungefähr liegt. Ein breites Muster deutet auf sehr kleine geordnete Strukturen innerhalb des Materials hin, kleine kristalline Bereichen wie die Forscher sagen. Solche haben die Stuttgarter Wissenschaftler in einem Medikament entdeckt, das gegen Leberkrebs eingesetzt werden soll. Die Kügelchen, aus denen das Arzneimittel besteht, hatten sich in der Vergangenheit als sehr robust erwiesen. "Sie überstanden drei Stunden radioaktive Bestrahlung schier unverändert. Keiner wusste wieso", erzählt Sylvie Roke vom Max-Planck-Institut für Metallforschung. Jetzt scheint ihre Arbeitsgruppe den Grund für die Stabilität zu kennen: Die geordneten Bereiche bilden ein festes kristallines Gerüst, in das sich der Wirkstoff einnistet.

Viele Medikamente bestehen aus mehreren Komponenten. Meist liegt die Substanz, die für die Wirkung verantwortlich zeichnet, hinter einer undurchsichtigen Hülle. Daher konnten die Forscher bislang nicht von außen sehen, wie die Bausteine angeordnet sind, die dem Medikament seine Wirkung verleihen. Auch die chemischen Reaktionen blieben ihnen verborgen. "Mit der nicht-linearen Lichtstreuung können wir die Prozesse jetzt direkt am Ort des Geschehens beobachten und zudem die Strukturen bestimmen, die für die Wirkung verantwortlich sind", erläutert Roke

Die Forscher wollen nicht nur Arzneimittel analysieren. Sie hoffen, mithilfe des neuen Verfahrens auch verborgene Wachstumsprozesse in Festkörpern zu verstehen und zu erkennen, wo genau Stoffe an Transportproteine andocken, um beispielsweise ins Blut zu gelangen. Begleitet von Frank Nijsen von der niederländischen Universität Utrecht testen Krebsspezialisten das Medikament gegen Leberkrebs ab Mai an Patienten. Das Team um Sylvie Roke wird dann mithilfe der nicht-linearen Lichtstreuung untersuchen, ob und wie die Struktur dieser winzigen Kügelchen sich durch Wechselwirkung mit dem menschlichen Körper ändert.

Originalveröffentlichung:

A.G.F. de Beer, H.B. de Aguiar, J.F.W. Nijsen, S. Roke
Detection of buried microstructures by nonlinear light scattering spectroscopy
Physical Review Letters, 6. März 2009, 102, 095502-1 - 095502-4

Dr. Felicitas von Aretin | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

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: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten