Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eiweißen bei der Oberflächenbesiedlung zuschauen

05.02.2013
Materialwissenschaftler der Universitäten in Jena und Boulder (USA) vertiefen Biophotonikprojekt

Ob Spinnenseide, Hühnerei oder als Bestandteil des Blutes: Eiweiße, sogenannte Proteine, sind die Hauptbausteine alles Lebendigen. Die Natur versteht es, mit diesen universellen Materialien komplexe Strukturen und Funktionen aufzubauen.

Aber auch dort, wo künstliche (synthetische) Materialien mit biologischen Systemen in Kontakt kommen, spielen Eiweiße eine Schlüsselrolle. Angelagerte (adsorbierte) Eiweiße bestimmen beispielsweise an Implantatoberflächen ganz wesentlich die Reaktion des Körpers und damit den Erfolg des Implantats.

In der Lebensmittelindustrie, bei Biogasanlagen für die Erzeugung regenerativer Energien oder bei der Trinkwasserverteilung sind Eiweiße auf Materialoberflächen ebenfalls von großer Bedeutung – allerdings als Problem. In diesen Anwendungen können sich beispielsweise Bakterien mittels Eiweißen an Materialoberflächen wie Wasserleitungen aus Kunststoff anheften, was z. B. – wie im vergangenen Sommer – zur Verbreitung von Coli-Bakterien in Trinkwasserverteilungssystemen führen kann.

„Das Verständnis und die Steuerung von Eiweiß-Adsorptionsprozessen an Materialoberflächen ist eine der zentralen Fragen der modernen Materialwissenschaft und der Biophysik”, ist Prof. Dr. Klaus D. Jandt von der Friedrich-Schiller-Universität Jena überzeugt. Um diese Adsorptionsprozesse besser zu verstehen und zu steuern, gehen der Inhaber des Lehrstuhls für Materialwissenschaft und sein Team neue Wege: Sie nutzen nanostrukturierte Materialoberflächen zur kontrollierten Anlagerung der Eiweiße.

Durch die winzigen Strukturen kann die Anordnung der Eiweiße auf den Materialoberflächen gezielt gesteuert und individuell beeinflusst werden. Die Vision der Jenaer Materialexperten: die Anlagerung der Eiweiße durch die Nanostrukturen so zu beeinflussen, dass weniger Bakterien an ihnen haften bleiben oder sich Körperzellen verstärkt – z. B. an Implantatoberflächen – ansiedeln. Für innovative Arbeiten zu diesem Themenkomplex ist Prof. Dr. Klaus D. Jandt und Dr. Thomas Keller im vergangenen Jahr der Thüringer Forschungspreis für angewandte Forschung verliehen worden.

Jetzt wollen die Jenaer Materialwissenschaftler noch einen Schritt weitergehen: „Um die Bewegung der Eiweiße auf den nanostrukturieren Materialoberflächen sichtbar zu machen, sind raffinierte biophotonische Methoden nötig,“ erläutert Prof. Jandt. Auf der Suche nach solchen Methoden sind die Jenaer Forscher an der University of Boulder im US-Bundesstadt Colorado fündig geworden. Dort wurde in der Gruppe von Prof. Daniel Schwartz die sogenannte MAPT (Mapping using Accumulated Probe Trajectories) entwickelt. Das ist eine biophotonische Methode, die die Anlagerungsprozesse der Eiweiße mit Licht-Fluoreszenz in ihrem zeitlichen Ablauf sichtbar macht. „Ein wesentliches Ergebnis unserer neuen Kooperation mit der University of Boulder ist, dass die Eiweiße sich auf der nanostrukturierten Materialoberfläche bewegen und dabei bestimmte Richtungen bevorzugen. Diese Erkenntnis wurde durch die MAPT-Methode ermöglicht“, sagt Prof. Jandt.

Der Deutsche Akademische Austauschdienst (DAAD) hat der Gruppe von Prof. Jandt nun ein neues Vorhaben bewilligt, das er mit mehr als 11.000 Euro fördert. Der projektbezogene Personenaustausch mit den USA (PPP-USA) vertieft die weitere Kooperation mit der University of Boulder und beginnt bereits in diesen Tagen. „Von diesem Projekt sollen vor allem unsere jungen Doktoranden profitieren, die sich bald auf den Weg in die USA machen werden“, sagt Prof. Jandt.

Kontakt:
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

Axel Burchardt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Wie wirksam sind Haftvermittler? Fraunhofer nutzt Flüssigkeitschromatographie zur Charakterisierung
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Dem Lichtstrahl auf die Sprünge geholfen
21.07.2016 | SCHOTT AG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz