Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie gefährlich sind Luftschadstoffe wirklich?

08.04.2010
Wie stark schädigen Smog, Dieselruß und Zigarrenqualm die Lungen? Was bewirken Blütenpollen oder Nanopartikel, wenn sie mit der Atemluft in den menschlichen Körper eindringen?

Fraunhofer-Forscher stellen auf der BIO Convention vom 3. bis 6. Mai in Chicago ein neues Testsystem vor, mit dem sich solche Fragen untersuchen lassen. Damit ist es erstmals möglich, Substanzen aus der Luft unter genau kontrollierbaren Bedingungen über Lungen- oder Hautzellen zu leiten und gleichzeitig die Reaktion der Zellen mit dem Mikroskop zu beobachten.

Die Luft bringt unseren Körper mit einer Vielzahl chemischer Substanzen in Berührung. Wie Haut und Schleimhäute, Bronchien und Lungen auf den erzwungenen Kontakt mit Fremdstoffen reagieren, lässt sich am besten an Zellkulturen untersuchen, die aus den jeweiligen Geweben stammen. »Dazu kultiviert man die Zellen auf einer porösen Kunststoffmembran, die von unten mit einer Nährlösung umspült wird und leitet dann von oben Luft mit der Prüfsubstanz über die Zellen«, erklärt Detlef Ritter vom Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM in Hannover. Theoretisch ganz einfach. Praktisch bereitet dieses Prüfverfahren, das schon in den 1970er Jahren erdachte wurde, allerdings bis heute Probleme: »Bei den herkömmlichen Testsystemen ist die Atmosphäre über den Zellen oft nicht sauber genug von der Nährlösung getrennt, vor allem an den Membranrändern. Deshalb reagieren die Prüfsubstanzen teilweise direkt mit der Lösung statt mit der Zelloberfläche – und das verfälscht die Messungen«, so Ritter. Ein weiteres Manko derzeit verfügbarer Systeme: Will man die mit Luftschadstoffen behandelten Zellen mit dem Mikroskop untersuchen, dann muss man sie zuvor in ein neues Gefäß umsetzen – was ebenfalls die Ergebnisse beeinflusst.

Das neue Testsystem, das am Fraunhofer ITEM entwickelt und zum Patent angemeldet wurde, überwindet diese Mängel: Das PRIT® Air/Liquid Interface Kultur- und Expositionssystem besteht aus mehreren Komponenten. Kernstück ist die Kulturplatte im Format handelsüblicher Multiwell-Platten. Sie wird ergänzt durch einen Expositionsaufsatz, die Gaszuleitung und eine Heizplatte. »Das Kulturgefäß ist so konstruiert, dass das einströmende Gas – und somit auch die darin mitgeführte Prüfsubstanz – keinen Kontakt zur Nährflüssigkeit hat. Die Trägermembran mit den anhaftenden Zellen bildet eine geschlossene Barriere zwischen den beiden Medien«, erläutert Detlef Ritter. Mit dem System lassen sich außerdem erstmals alle wichtigen physikalischen Parameter – zum Beispiel Zusammensetzung, Temperatur, Druck und Strömungsgeschwindigkeit von Luft und Nährlösung – exakt definieren und kontrollieren. »Das erhöht die Robustheit, Reproduzierbarkeit und Empfindlichkeit der Untersuchungen«, so der Fraunhofer-Forscher.

Ein weiterer Vorteil des PRIT®-Systems: Die Zellen lassen sich direkt während des Kontakts mit den Luftschadstoffen beobachten. Dazu färbt man das Gewebe vor dem Test mit bestimmten Fluoreszenzfarbstoffen an, die verschiedene Wachstumsprozesse, Vergiftungs- und Stressreaktionen oder schädliche Veränderungen am Erbgut innerhalb kürzester Zeit durch kräftiges Leuchten anzeigen. Das Fluoreszenzlicht dringt durch den transparenten Boden der Kulturplatte nach außen und kann mit dem Mikroskop erfasst und ausgewertet werden. Durch dieses Life-Imaging lässt sich die Wirkung bestimmter Luftschadstoffe auf das untersuchte Gewebe ohne weitere Störung oder Zeitverzögerung sofort beurteilen.

Franz Miller | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Innovative Infrarot-Wärme reduziert Energieverbrauch bei der Herstellung von Lebensmittelkartons
12.12.2018 | Heraeus Noblelight GmbH

nachricht Neue Konzepte für das Leben in der grünen Stadt
05.12.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

Show Time für digitale Medizin-Innovationen

13.12.2018 | Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

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

Forschungsprojekt FastCharge: Ultra-Schnellladetechnologie bereit für die Elektrofahrzeuge der Zukunft

13.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

GFOS-Innovationsaward 2019: Anmeldung ab sofort möglich

13.12.2018 | Förderungen Preise

Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

13.12.2018 | Informationstechnologie

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