Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleine Klumpen im Körper: wie Nanopartikel auf Proteine reagieren

15.02.2016

Wissenschaftler des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien fanden heraus, dass das Protein Hämoglobin das Zusammenklumpen einzelner Gold-Nanopartikel beeinflusst.

James Bond ist überall zu orten. Das hat er den Nanosensoren zu verdanken, die im Film „Spectre“ über eine Injektion den Weg in Bonds Blutbahn finden. Auch in der echten Welt wird an dieser Vision gearbeitet. Gerade im Blutkreislauf sollte keine unkontrollierte Verklumpung von Partikeln auftreten, damit feine Adern nicht verstopft werden.

Wissenschaftler des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien fanden nun heraus, dass das Protein Hämoglobin das Zusammenklumpen einzelner Gold-Nanopartikel beeinflusst.

Wenn sich Nanopartikel einander nähern und anziehen, werden daraus entweder große Flocken, die mit dem bloßen Auge sichtbar sind, oder jedes Nanopartikel bleibt für sich alleine. Das war bisher die Meinung der Forscher – ganz oder gar nicht.

Dass dies nicht die einzigen Möglichkeiten sind, zeigten die Forscher vom INM: Sie entdeckten, dass auch ein Zwischenzustand möglich ist – Nanopartikel, die sich zu mikroskopisch kleinen, nicht sichtbaren Anhäufungen zusammenlagerten.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit veröffentlichten die Forscher des INM und der Universität Bayreuth jüngst im Journal ACS NANO.

„Gerade für die Medizin sind diese Ergebnisse interessant“, meint Tobias Kraus, Physikochemiker am INM. Denn Nanopartikel würden heute zum Beispiel verwendet, um Medikamente zielgenau an ihren Wirkungsort zu bringen. „Dies ist nur möglich, wenn die Partikel nicht verklumpen, auch nicht zu mikroskopisch kleinen Partikeln. Nur dann können sie sich zum Beispiel durch die feinen Verästelungen der Blutgefäße bewegen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass besondere Vorsicht geboten ist, da theoretisch verklumpte Nanopartikel vorliegen können, obwohl man es nicht sieht “, sagt Kraus.

In ihrer Studie stellten die Wissenschaftler fest, dass das Konzentrationsverhältnis von Gold-Nanopartikeln und Hämoglobin ausschlaggebend dafür ist, ob große Flocken oder mikroskopisch winzige Anhäufungen entstehen.

In Mischungen mit hohen Konzentrationen an Nanopartikeln und wenig Hämoglobin sowie in Mischungen mit sehr wenigen Partikeln und viel Hämoglobin entstanden mikroskopisch winzige Verklumpungen. Bei anderen Konzentrationsverhältnissen verklumpten die Partikel komplett und bildeten sichtbare, dunkle Flocken.

Für ihre mikroskopischen Untersuchungen nutzen die Wissenschaftler Licht, Röntgenstrahlen und Elektronen. Damit konnten sie sowohl die Struktur der mikroskopisch winzigen Klumpen, als auch die Struktur der großen Flocken aufzeigen.

Originalpublikation:
Sebastian T. Moerz, Annette Kraegeloh, Munish Chanana, Tobias Kraus, „Formation mechanism for stable hybrid clusters of proteins and nanoparticles”; ACS Nano 9 (2015) 7, 6696-6705; DOI: 10.1021/acsnano.5b01043

Ihr Experte:
Dr. Tobias Kraus
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien
Leiter Strukturbildung
Stellv. Leiter InnovationsZentrum INM
Tel: 0681-9300-389
tobias.kraus@leibniz-inm.de

Das INM erforscht und entwickelt Materialien – für heute, morgen und übermorgen. Chemiker, Physiker, Biologen, Material- und Ingenieurwissenschaftler prägen die Arbeit am INM. Vom Molekül bis zur Pilotfertigung richten die Forscher ihren Blick auf drei wesentliche Fragen: Welche Materialeigenschaften sind neu, wie untersucht man sie und wie kann man sie zukünftig für industrielle und lebensnahe Anwendungen nutzen? Dabei bestimmen vier Leitthemen die aktuellen Entwicklungen am INM: Neue Materialien für Energieanwendungen, Neue Konzepte für medizinische Oberflächen, Neue Oberflächenmaterialien für tribologische Systeme sowie Nano-Sicherheit und Nano-Bio. Die Forschung am INM gliedert sich in die drei Felder Nanokomposit-Technologie, Grenzflächenmaterialien und Biogrenzflächen.
Das INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien mit Sitz in Saarbrücken ist ein internationales Zentrum für Materialforschung. Es kooperiert wissenschaftlich mit nationalen und internationalen Instituten und entwickelt für Unternehmen in aller Welt. Das INM ist ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft und beschäftigt rund 210 Mitarbeiter.

Weitere Informationen:

http://www.leibniz-inm.de

Dr. Carola Jung | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Hämoglobin INM Klumpen Nanopartikel Proteine

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»
19.11.2019 | Universität Bern

nachricht Tiefseebakterien ernähren sich wie ihre Nachbarn
19.11.2019 | Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

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: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Im Focus: Der direkte Weg zur Phosphorverbindung: Regensburger Chemiker entwickeln Katalysemethode

Wissenschaftler finden effizientere und umweltfreundlichere Methode, um Produkte ohne Zwischenstufen aus weißem Phosphor herzustellen.

Pflanzenschutzmittel, Dünger, Extraktions- oder Schmiermittel – Phosphorverbindungen sind aus vielen Mitteln für den Alltag und die Industrie nicht...

Im Focus: Atoms don't like jumping rope

Nanooptical traps are a promising building block for quantum technologies. Austrian and German scientists have now removed an important obstacle to their practical use. They were able to show that a special form of mechanical vibration heats trapped particles in a very short time and knocks them out of the trap.

By controlling individual atoms, quantum properties can be investigated and made usable for technological applications. For about ten years, physicists have...

Im Focus: Neu entwickeltes Glas ist biegsam

Eine internationale Forschungsgruppe mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat ein Glasmaterial entwickelt, das sich bei Raumtemperatur bruchfrei verformen lässt. Das berichtet das Team aktuell in "Science". Das extrem harte und zugleich leichte Material verspricht ein großes Anwendungspotential – von Smartphone-Displays bis hin zum Maschinenbau.

Gläser sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Welt. Dabei handelt es sich im Alltag meist um sauerstoffhaltige Gläser, wie sie etwa für Fenster und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

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

Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»

19.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Supereffiziente Flügel heben ab

19.11.2019 | Materialwissenschaften

Energiesysteme neu denken - Lastmanagement mit Blockheizkraftwerk

19.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

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