Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Quantenpunkte lassen Eiweißfasern leuchten

04.03.2011
Materialwissenschaftler der Universität Jena erschaffen neues biophotonisches Hybridmaterial

In der Natur findet sie seit Milliarden von Jahren statt: die Selbstorganisation von Molekülen. Aus einfachen Bausteinen entstehen „wie von selbst“ komplexe, geordnete Strukturen. Die treibende Kraft für dieses Phänomen ist physikalischer Natur: Die sogenannten Van-der-Waals-Kräfte zwingen die Moleküle, sich zu ordnen.


Extrem dünne Eiweiß-Fasern aus Fibronektin lassen sich durch die Kombination mit Quantenpunkten zum Leuchten bringen. Foto: AG Jandt/FSU

Materialwissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena nutzen jetzt die Selbstorganisationsfähigkeiten von Molekülen, um aus dem Eiweiß Fibronektin Nanofasern zu erzeugen. Im menschlichen Körper nimmt Fibronektin eine Reihe wichtiger Funktionen wahr: Es dient als „Kittsubstanz“ zwischen Köperzellen und spielt eine entscheidende Rolle bei der Blutgerinnung.

„Auch beim Gewebewachstum auf Implantaten ist Fibronektin ein wichtiger Faktor“, erläutert Prof. Dr. Klaus D. Jandt vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Universität Jena. Wie der Materialwissenschaftler und sein Team jetzt in der aktuellen Ausgabe der britischen Fachzeitschrift „Soft Matter“ berichten, ist es ihnen gelungen, extrem dünne und lange Eiweiß-Fasern aus Fibronektin zu erzeugen und diese durch die Kombination mit sogenannten Quantenpunkten zum Leuchten zu bringen.

Das so entstandene neue Hybridmaterial sei beispielweise dafür geeignet, Prozesse an Grenzflächen zwischen künstlichen Materialien und lebenden Zellen sichtbar zu machen oder als Baustein für neue Implantatmaterialien, erläutert Prof. Jandt sein Interesse an diesen neuartigen Strukturen.

Die von den Jenaer Materialwissenschaftlern hergestellten Fasern sind nur etwa zwei Nanometer (zwei Millionstel Millimeter) dick – das entspricht einem 25.000stel der Dicke eines menschlichen Haares. In ihren Experimenten konnten die Forscher erstmals die Selbstorganisation von Fibronektin zu Nanofasern in Lösung beobachten. In einem anschließenden Schritt haben sie sogenannte Quantenpunkte so verändert, dass sich diese entlang der Nanofasern fest anhefteten. Dabei handelt es sich um winzige Materialstrukturen z. B. aus Halbleitern, die definierte optische und elektronische Eigenschaften haben und etwa als Sonden eingesetzt werden. So wie an den Fibronektin-Nanofasern: Bestrahlt mit Laser-Licht beginnen die Quantenpunkte zu leuchten und machen die Nanofasern indirekt sichtbar. „Wie eine beleuchtete Straße bei Nacht, die man aus dem Flugzeug beobachtet“, beschreibt Prof. Jandt das Phänomen. „Unsere Ergebnisse unterstreichen das hohe Potenzial, das diese neuen biophotonischen Hydbridmaterialien als Baustein in der Materialwissenschaft und als photonische Sonden in der Biophysik haben“.

Originalpublikation:
Gang Wei, Thomas F. Keller, Jiantao Zhang and Klaus D. Jandt: Novel 1-D biophotonic nanohybrids: protein nanofibers meet quantum dots, Soft Matter 2011 DOI: 10.1039/c0sm01037e

Die Publikation ist nachzulesen unter: http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticlePDF/2011/SM/C0SM01037E

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

Dr. Ute Schönfelder | Uni Jena
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de
http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticlePDF/2011/SM/C0SM01037E

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Biophysik - Blitzlicht aus der Nanowelt
24.04.2018 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Moleküle brillant beleuchtet
23.04.2018 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

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