Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie wirken Nanopartikel?

11.08.2014

Wissenschaftler der FAU arbeiten an einem Sicherheits-Check für die winzigen Teilchen

Strukturen auf der Nanoebene lassen Geckos die Wände hochkrabbeln, das Wasser an Lotusblumen abperlen oder Haie zu flinken Jägern im Meer werden.


Die FAU-Forscher untersuchen unter anderem Zinkoxid-Nanopartikel – angeordnet als Stäbchen (links oben), als Kügelchen (rechts oben), als Plättchen (links unten) oder als Tetraeder (rechts unten). Je nach Form unterscheidet sich die Wirkung dieser extrem kleinen Nanoteilchen. Ein menschliches Haar ist übrigens in etwa 800 Mal so dick wie die abgebildeten Partikel.

Seit einigen Jahren haben sich Wissenschaftler daran gemacht, selbst Nanopartikel mit verblüffenden Eigenschaften zu entwickeln. Wie künstlich hergestellte Teilchen im Körper wirken, ist bislang jedoch nicht hinreichend verstanden. Ein interdisziplinäres Forscherteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) beschäftigt sich seit Kurzem mit genau diesen Fragen.

Unter dem Titel „EAM Nanosafe“ nehmen sich die Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Christoph Alexiou, Sektion für Experimentelle Onkologie und Nanomedizin (SEON) in der HNO-Klinik des Universitätsklinikums Erlangen, und Prof. Dr. Simone Schmitz-Spanke, Professur für Biomarker in der Arbeitsmedizin, in den nächsten vier Jahren Nanoteilchen vor, die am Exzellenzcluster Engineering of Advanced Materials (EAM) der FAU entwickelt wurden. Das Besondere an dem FAU-Projekt: Partikel-Designer des Exzellenzcluster und Forscher, die die Wirkung auf Mensch und Umwelt untersuchen, kooperieren eng.

Zuerst werden die Wissenschaftler Methoden weiterentwickeln, mit denen Nanopartikel auf ihre Wirkung hin untersucht werden können. Denn bisher existieren keine Standardverfahren, um die winzigen Teilchen zu analysieren.

Dabei arbeiten die Forscher mit standardisierten Partikeln wie Zinkoxid, Titandioxid oder Eisenoxid, die heute bereits in Produkten wie Farben und Lacken, Kosmetika oder Medikamenten im Einsatz sind. Die Partikel sollen vorrangig aus dem Exzellenzcluster an die beiden Arbeitsgruppen geliefert werden, steril als Pulver oder gelöst in speziellen Flüssigkeiten.

Die zweite Phase des Projekts verlässt die Ebene des reinen Screenings und widmet sich der grundlegenden Frage, wie Nanopartikel wirken. Dafür synthetisieren die EAM-Forscher aus den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Wolfgang Peukert, Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik, eine Vielzahl von Partikelproben.

Mit modernsten Verfahren stellen sie diese in der flüssigen oder Gas-Phase sowie mit Methoden der Synthese, des Zerkleinerns, des Versprühens und des Emulgierens maßgeschneidert her. Die Proben unterscheiden sich jeweils in nur einem Parameter.

Auf diese Weise können die Wissenschaftler testen, ob es beispielsweise die Größe, die Oberflächenladung oder die Dotierung, das heißt eine künstlich eingebaute Störung, ist, die die Toxizität und die zellulären Effekte entscheidend beeinflussen. Damit sich ein Nanoteilchen toxikologisch bewerten lässt, müssen die Wissenschaftler zudem herausfinden, welche Konzentration welche Reaktion in den Zellen hervorruft.

Das Projekt zeichnet eine weitere Besonderheit aus: Die FAU-Forscher wollen neben den standardisierten Partikeln vor allem Nanoteilchen analysieren, die am Exzellenzcluster für konkrete Anwendungen entwickelt wurden. Zum Beispiel Eisenoxidnanopartikel, die in ein paar Jahren als Transporter für pharmazeutische Wirkstoffe dienen könnten. Die Forscher feilen damit in einem sehr frühen Stadium daran, die Nanopartikel biologisch verträglicher zu machen.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Alexiou hat eine neue Methode entwickelt, mit der untersucht werden kann, welche Eigenschaften von Nanoteilchen dazu führen, dass Zellen absterben – und das für mehrere Parameter gleichzeitig. Arbeitsmedizinerin Prof. Schmitz-Spanke und ihr Team hingegen beschäftigen sich vor allem mit der Frage, wie die winzigen Teilchen in Lungenzellen sowie in Zellen, die die Gefäße auskleiden, wirken.

Lungenzellen deswegen, weil die Lunge die Haupteintrittspforte für Nanopartikel in der Umwelt und am Arbeitsplatz ist. Das Gefäßsystem, weil epidemiologische Daten auf eine Zunahme von Herz-Kreislauf-Krankheiten infolge der Exposition gegen Nanopartikel – wie etwa Dieselrußpartikel – hinweisen.

Mit der Kombination verschiedener Analysemethoden sowie der Zusammenarbeit unterschiedlicher wissenschaftlicher Bereiche wollen die Forscher tragfähigere Aussagen darüber treffen, wie Nanopartikel auf Mensch und Umwelt wirken.

Informationen für die Medien:
Prof. Dr. Christoph Alexiou
Tel.: 09131/85- 33142
christoph.alexiou@uk-erlangen.de

Prof. Dr. Simone Schmitz-Spanke
Tel.: 09131/85-22255
simone.schmitz-spanke@fau.de

Prof. Dr. Wolfgang Peukert
Tel.: 09131/ 85-29400
wolfgang.peukert@fau.de

Blandina Mangelkramer | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fau.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsforschung in der Schwerelosigkeit
18.12.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert
18.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

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: „Carmenes“ findet ersten Planeten

Deutsch-spanisches Forscherteam entwirft, baut und nutzt modernen Spektrografen

Seit Januar 2016 nutzt ein deutsch-spanisches Forscherteam mit Beteiligung der Universität Göttingen den modernen Spektrografen „Carmenes“ für die Suche nach...

Im Focus: Fehlerfrei ins Quantencomputer-Zeitalter

Heute verfügbare Ionenfallen-Technologien eignen sich als Basis für den Bau von großen Quantencomputern. Das zeigen Untersuchungen eines internationalen Forscherteams, deren Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Physical Review X veröffentlicht wurden. Die Wissenschaftler haben für Ionenfallen maßgeschneiderte Protokolle entwickelt, mit denen auftretende Fehler jederzeit entdeckt und korrigiert werden können.

Damit die heute existierenden Prototypen von Quantencomputern ihr volles Potenzial entfalten, müssen sie erstens viel größer werden, d.h. über deutlich mehr...

Im Focus: Error-free into the Quantum Computer Age

A study carried out by an international team of researchers and published in the journal Physical Review X shows that ion-trap technologies available today are suitable for building large-scale quantum computers. The scientists introduce trapped-ion quantum error correction protocols that detect and correct processing errors.

In order to reach their full potential, today’s quantum computer prototypes have to meet specific criteria: First, they have to be made bigger, which means...

Im Focus: Search for planets with Carmenes successful

German and Spanish researchers plan, build and use modern spectrograph

Since 2016, German and Spanish researchers, among them scientists from the University of Göttingen, have been hunting for exoplanets with the “Carmenes”...

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neue Konfenzreihe in Berlin: Landscape 2018 - Ernährungssicherheit, Klimawandel, Nachhaltigkeit

18.12.2017 | Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Lipid-Nanodisks stabilisieren fehlgefaltete Proteine für Untersuchungen

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Krebsforschung in der Schwerelosigkeit

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie