Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein winziger Sensor mit magnetischen Kraftfeldern könnte bald die medizinische Diagnostik revolutionieren

24.03.2010
Ein winziger Sensor, zu dem ferngesteuerte magnetisierte Nanoteilchen Biomoleküle schleppen, könnte schon bald die medizinische Diagnostik und die Biotechnologie revolutionieren.

Das Institut für Physik am Fachbereich Naturwissenschaften der Universität Kassel will noch dieses Jahr einen Prototyp bauen. Die Methode, mit Hilfe der Nanotechnologie Biomoleküle über magnetische Transporter zu einem Sensor zu transportieren, haben sich die Forscher schon patentieren lassen.

Schwere und häufig unheilbare Erkrankungen müssen möglichst früh erkannt werden, um den Krankheitsverlauf positiv beeinflussen und das Leben des Patienten verlängern zu können. Bei Alzheimer, der mit etwa 600000 Krankheitsfällen in Deutschland häufigsten Demenzerkrankung, wird der Nachweis heute mit einer relativ aufwändigen Untersuchung der Rückenmarksflüssigkeit geführt. Ein neues Sensorkonzept, an dem am Institut für Physik gearbeitet wird, könnte langfristig die Chance eröffnen, diese Diagnose mit der Analyse von normalem Blut durchzuführen, sagt Professor Dr. Arno Ehresmann, Arbeitsgruppenleiter am Institut für Physik und Mitglied des Kasseler Nanowissenschaftenzentrums CINSaT.

Damit Sensoren, die Alzheimer-Krankheit aus einer geringen Menge von Körperflüssigkeit nachweisen können, müssen diese viel genauer als bisher arbeiten. Das Mengenverhältnis bestimmter Proteine im Organismus des Patienten "verrät" die Erkrankung, jedoch enthält Blut nur eine geringe freie Mengen dieser Proteine. Es ist daher mehr oder minder zufällig, ob und wie viele dieser Proteine die Sensoroberfläche erreichen.

An diesem Punkt setzt die Forschung der Kasseler Wissenschaftler an. Sie wollen zunächst die Biomoleküle aus der zu untersuchenden Flüssigkeit mit Hilfe von magnetisierten Nanoteilchen, deren Oberfläche mit Fängermolekülen bedeckt ist, fangen. Dazu werden diese über wandernde magnetische Kraftfelder durch die Flüssigkeit gezogen und sorgen damit für eine Verwirbelung der Moleküle. Das wirkt gewissermaßen wie ein "Quirl", veranschaulicht Professor Ehresmann den Prozess.

Die Nanoteilchen mit den eingefangenen Biomolekülen werden dann mit den gleichen wandernden Kraftfeldern zu einem Sensor gezogen, der die magnetischen Teilchen erkennt. Die wandernden Kraftfelder werden in horizontal gestapelten nanometerdünnen Schichten aus ebenfalls teilweise magnetisiertem Material erzeugt. Eine schwierige Hürde bei dieser Architektur haben die Kasseler Wissenschaftler bereits überwunden: Die Physikerin Dr. Tanja Weis, bis vor kurzem Mitarbeiterin des Forscherteams, hat herausgefunden, wie eine Verklumpung der Nanoteilchen, die sich normalerweise in der Untersuchungsflüssigkeit gegenseitig anziehen, verhindert werden kann. Dr. Weis hat für diese Entdeckung kürzlich den mit 2000 Euro dotierten Dissertationspreis des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) erhalten.

Neben einem Einsatz in der Diagnostik kann sich Professor Ehresmann auch die Verwendung des neuartigen Partikeltransportkonzepts in der chemischen Industrie vorstellen. Es könne dort beispielsweise Kosten sparen, weil bei teuren Analysen Material gespart wird.

Bei ihrer Forschung arbeiten die Kasseler Wissenschaftler eng mit ihren Kollegen von der Universität Bielefeld und innerhalb der Universität Kassel mit Kollegen aus der Biochemie zusammen. Professor Dr. Ehresmann ist optimistisch, dass er auch weitere Gelder für das Forschungsprojekt erhält. Man habe sich um eine Förderung aus der Exzellenz-Initiative "Loewe" des Landes Hessen beworben und die erste Bewerbungsrunde erfolgreich überstanden. Kommt das Institut zum Zuge, so wären die nächsten fünf Forschungsjahre mit schätzungsweise 350000 Euro an Personalmitteln finanziell gesichert. Die bisherige Forschung wurde ausschließlich aus universitätseigenen Mitteln finanziert.

Info
Prof. Dr. Arno Ehresmann
tel: (0561) 804 4060
fax: (0561) 804 4150
e-mail ehresmann@physik.uni-kassel.de
Universität Kassel
Fachbereich Naturwissenschaften

Christine Mandel | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de

Weitere Berichte zu: Alzheimer Biomolekül Diagnostik Flüssigkeit Kraftfelder Nanoteilchen Protein Sensor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft
24.05.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten