Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Caltech und CEA-Léti entwickeln eine Nanostruktur zur Identifizierung und Messung von Molekülen

13.09.2012
Ein gemeinsames Forscherteam des Caltech (California Institute of Technology) und des CEA-Leti (Labor für Elektronik und Informationstechnologien der französischen Behörde für Atom- und alternative Energien) hat einen mechanischen Sensor entwickelt, mit dem die Masse eines einzelnen Moleküls gemessen werden kann.
Die Messung erfolgt über Nano-Komponenten und kann Partikel oder Moleküle in Echtzeit identifizieren. Die Anwendungsbereiche sind vielfältig, z.B. in der medizinischen Diagnostik. Die Fachzeitschrift Nature Nanotechnology berichtete am 26. August 2012 über das neue Instrument.

Das von Forschern des Caltech und des Leti entwickelte Messgerät basiert auf der Verwendung von NEMS (Nano Electro Mechanical System), mit denen sich kleinste Teilchen oder Moleküle aufspüren lassen. Das Messgerät besteht aus einem “Resonanzträger” aus Silizium und ist nur wenige Mikrometer groß. Setzt sich ein Teilchen oder ein Molekül auf diesem “NanoResonator” ab, verändert sich die Schwingungsfrequenz in Abhängigkeit von der Masse des Teilchens.

Zur genauen Bestimmung der Masse muss seine Position auf dem Messgerät, die ebenfalls die Schwingungsfrequenz beeinflusst, ermittelt werden. Die Forscher konnten so aufzeigen, dass die Analyse der Veränderungen der Schwingungsfrequenz ausreicht, um die Position und die Masse des Teilchens genau zu bestimmen.

Die Funktionsweise dieses neuen Werkzeugs wurde durch das Abwiegen eines Moleküls (das Immunglobulin M oder IgM – ein von den Blutimmunzellen erzeugter Antikörper) demonstriert. Anhand der Messungen der verschiedenen Massen der Moleküle auf dem Sensor konnten die Forscher die unterschiedlichen IgM-Typen in der Probe zählen und identifizieren.

Dieses Experiment war nicht nur die erste Analyse eines biologischen Moleküls durch eine Nanostruktur, sondern auch ein wichtiger Schritt, um ihre Verwendbarkeit für biomedizinische Anwendungen zu demonstrieren. In der Zukunft könnte mit diesen Instrumenten das Immunsystem eines Patienten analysiert oder die Diagnose von Autoimmunerkrankungen ermöglicht werden, bei denen z.B. das IgM eine Rolle spielt. Auf längere Sicht könnten Biologen mit diesem Sensor vielleicht sogar die molekularen Mechanismen einer kompletten Zelle untersuchen.

“Dieses Ergebnis zeigt, dass mit der Gründung der Leti Caltech Allianz (2006) eine Struktur geschaffen wurde, in der dank gemeinsam entwickelter Komponenten wissenschaftliche Experimente auf Spitzenniveau durchgeführt werden können”, so Laurent Malier, Direktor der CEA-Leti. Diese Komponenten, die aus Fertigungstechniken der Mikroelektronik stammen, können zudem kostengünstig und in großem Maßstab hergestellt werden.

Quelle: Pressemitteilung der CEA – 29.08.2012 – http://www.cea.fr/le_cea/actualites/pese_molecule-86501

Redakteur: Charles Collet, charles.collet@diplomatie.gouv.fr

Charles Collet | Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Vernetzte Produktion in Echtzeit: Deutsch-schwedisches Testbed geht in die zweite Phase
11.12.2019 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Sensoraufkleber überwacht Lebensmittelproduktion
11.12.2019 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Im Focus: Highly charged ion paves the way towards new physics

In a joint experimental and theoretical work performed at the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear Physics, an international team of physicists detected for the first time an orbital crossing in the highly charged ion Pr⁹⁺. Optical spectra were recorded employing an electron beam ion trap and analysed with the aid of atomic structure calculations. A proposed nHz-wide transition has been identified and its energy was determined with high precision. Theory predicts a very high sensitivity to new physics and extremely low susceptibility to external perturbations for this “clock line” making it a unique candidate for proposed precision studies.

Laser spectroscopy of neutral atoms and singly charged ions has reached astonishing precision by merit of a chain of technological advances during the past...

Im Focus: Ultrafast stimulated emission microscopy of single nanocrystals in Science

The ability to investigate the dynamics of single particle at the nano-scale and femtosecond level remained an unfathomed dream for years. It was not until the dawn of the 21st century that nanotechnology and femtoscience gradually merged together and the first ultrafast microscopy of individual quantum dots (QDs) and molecules was accomplished.

Ultrafast microscopy studies entirely rely on detecting nanoparticles or single molecules with luminescence techniques, which require efficient emitters to...

Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

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

Neue Hefe-Spezies in Braunschweig entdeckt

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Humane Papillomviren programmieren ihre Wirtszellen um und begünstigen so die Hautkrebsentstehung

12.12.2019 | Medizin Gesundheit

Urbane Gärten: Wie Agrarschädlinge von Städten profitieren

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

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