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 Flashmob der Moleküle
19.01.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Verkehrsstau im Nichts
19.01.2017 | Universität Konstanz

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise