Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ketten und Pyramiden aus Zellen

03.10.2000


Mit "optischen Pinzetten" lassen sich einzelne Zellen zu dreidimensionalen Strukturen zusammenbauen

Genau definierte Mikro-Aggregate aus lebenden Zellen sind für verschiedene Bereiche interessant, beispielsweise für analytische Systeme, in denen die Zellen als Sensoren genutzt werden. In der biochemischen Grundlagenforschung können sie der Untersuchung von Vorgängen wie Signalübertragung, Adhäsion und Wachstum von Zellen dienen. Besonders dreidimensionale Mikrostrukturen lassen sich jedoch nur schwer gezielt erzeugen.

Harvard-Forschern um George M. Whitesides ist es nun gelungen, genau definierte zwei- und dreidimensionale Mikrostrukturen aus einzelnen Zellen und Polystyrol-Mikrokügelchen aufzubauen. Die dazu herangezogene Methode nennt sich "Mikrofabrikation mit Licht". Dabei werden die Zellen und Kügelchen mit so genannten "optischen Pinzetten" festgehalten und präzise aneinander gefügt.

Licht als Pinzette, das hört sich zunächst seltsam an. In der Tat haben wir im Alltag noch nicht erlebt, dass Licht eine Kraft auf uns oder einen Gegenstand ausüben kann. Bei derart winzigen Objekten wie biologischen Zellen reichen aber die winzigen Kräfte der Lichtquanten aus, um sie wie mit einer richtigen Pinzette festzuhalten und sogar zu bewegen. Benötigt wird ein stark fokussierter Laserstrahl. Trifft er auf eine einzelne, optisch transparente Zelle, wird der Strahl daran wie an einer Linse gebrochen. Die Richtung der Lichtquanten ändert sich. Dabei wird eine Kraft auf die Zelle ausgeübt, die dafür sorgt, dass sie im Zentrum des Laserstrahls festgehalten wird. Wird der Strahl bewegt, bewegt sich die Zelle mit, sie ist gefangen. Die "Pinzetten" sind dabei so sanft, dass die Zellen keinen Schaden nehmen.

Sogar verschiedene Zelltypen, nämlich scheibenförmige Erythrozyten und kugelförmige Lymphozyten, ließen sich auf diese Weise miteinander zu unterschiedlichen Strukturen zusammenfügen. Sie wurden über Polystyrol-Mikrokügelchen verbunden, an denen die Zellen über unspezifische
Wechselwirkungen haften. Alternativ kann die Haftung über biospezifische Wechselwirkungen erfolgen. Dazu müssen die Kügelchen mit einer biologisch aktiven Substanz beschichtet werden.

"So ein Arrangement aus verschiedenartigen Zellen ist dafür geeignet, Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Zellen, aber auch Unterschiede in der Wirkung von Pharmaka oder Toxinen auf verschiedene Zelltypen gleichzeitig zu untersuchen" erläutert Whitesides. "Die Mikrofabrikation mit Licht ist aber nicht auf Zellen beschränkt, sondern wird sich zu einem generellen Werkzeug zum Aufbau von Mikro-Objekten aus Partikeln aller Art entwickeln lassen."

Kontakt:

Prof. Dr. G. M. Whitesides
Department of Chemistry
and Chemical Biology
Harvard University
12 Oxford Street
Cambridge, MA 02138
USA

Fax: (+1) 617-495-9857

E-Mail: gwhitesides@gmwgroup.harvard.edu

Dr. Kurt Begitt | idw

Weitere Berichte zu: Lichtquanten Mikrostruktur Pinzette Strahl

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebrafische reparieren ihr Herz dank spezieller Zellen
23.10.2019 | Universität Bern

nachricht Chemikern der Universität Münster gelingt Herstellung neuartiger Lewis-Supersäuren auf Phosphor-Basis
22.10.2019 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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: Abbau von Magnesiumlegierung auf der Nanoskala beobachtet

Erstmals konnten ETH-​Forscherinnen und Forscher die Korrosion von Magnesiumlegierungen für biomedizinische Anwendungen auf der Nanoskala beobachten. Dies ist ein wichtiger Schritt, um bessere Vorhersagen darüber zu treffen, wie schnell Implantate im Körper abgebaut werden und so massgeschneiderte Implantatwerkstoffe entwickelt werden können.

Magnesium und seine Legierungen halten vermehrt Einzug in die Medizin: einerseits als Material für Implantate in der Knochenchirurgie wie Schrauben oder...

Im Focus: Researchers watch quantum knots untie

After first reporting the existence of quantum knots, Aalto University & Amherst College researchers now report how the knots behave

A quantum gas can be tied into knots using magnetic fields. Our researchers were the first to produce these knots as part of a collaboration between Aalto...

Im Focus: Hohlraum vermittelt starke Wechselwirkung zwischen Licht und Materie

Forschern ist es gelungen, mithilfe eines mikroskopischen Hohlraumes eine effiziente quantenmechanische Licht-Materie-Schnittstelle zu schaffen. Darin wird ein einzelnes Photon bis zu zehn Mal von einem künstlichen Atom ausgesandt und wieder absorbiert. Das eröffnet neue Perspektiven für die Quantentechnologie, berichten Physiker der Universität Basel und der Ruhr-Universität Bochum in der Zeitschrift «Nature».

Die Quantenphysik beschreibt Photonen als Lichtteilchen. Will man ein einzelnes Photon mit einem einzelnen Atom interagieren lassen, stellt dies aufgrund der...

Im Focus: A cavity leads to a strong interaction between light and matter

Researchers have succeeded in creating an efficient quantum-mechanical light-matter interface using a microscopic cavity. Within this cavity, a single photon is emitted and absorbed up to 10 times by an artificial atom. This opens up new prospects for quantum technology, report physicists at the University of Basel and Ruhr-University Bochum in the journal Nature.

Quantum physics describes photons as light particles. Achieving an interaction between a single photon and a single atom is a huge challenge due to the tiny...

Im Focus: Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P4), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As4 oder AsP3 eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In2Sb22– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten.

Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wiegende Halme auf den Designers‘ Open

23.10.2019 | Veranstaltungen

13. Aachener Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung – »Collaborate to Innovate: Making the Net Work«

22.10.2019 | Veranstaltungen

Serienfertigung von XXL-Produkten: Expertentreffen in Hannover

22.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Abbau von Magnesiumlegierung auf der Nanoskala beobachtet

23.10.2019 | Materialwissenschaften

Wiegende Halme auf den Designers‘ Open

23.10.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Kosmischer Staub auf Ballonfahrt – Experiment zur Planetenentstehung

23.10.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics