{"id":19262,"date":"2014-02-18T01:07:58","date_gmt":"2014-02-17T23:07:58","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=19262"},"modified":"2014-02-17T21:09:18","modified_gmt":"2014-02-17T19:09:18","slug":"mikropartikel-weisen-molekulen-die-richtung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/mikropartikel-weisen-molekulen-die-richtung\/","title":{"rendered":"Mikropartikel weisen Molek\u00fclen die Richtung"},"content":{"rendered":"<p><strong>Neuartige Mikropartikel, deren Oberfl\u00e4che aus drei chemisch verschiedenen Segmenten besteht, hat ein Team von Forschern des Karlsruher Instituts f\u00fcr Technologie (KIT) und der University of Michigan\/USA hergestellt. Die Segmente lassen sich mit unterschiedlichen (Bio)Molek\u00fclen best\u00fccken. Dank der gezielten r\u00e4umlichen Ausrichtung der angekoppelten Molek\u00fcle eignen sich die Mikropartikel f\u00fcr innovative Anwendungen in Medizin, Biochemie und Technik. \u00dcber ihre Entwicklung berichten die Forscher in der Zeitschrift \u201eAngewandte Chemie\u201c.<\/strong><\/p>\n<p>\u201eMikropartikel mit strukturierten Oberfl\u00e4chen, die sich selektiv mit unterschiedlichen Molek\u00fclen beladen lassen, besitzen enormes Potenzial f\u00fcr medizinische Anwendungen\u201c, sagt Professor Christof W\u00f6ll, Leiter des KIT-Instituts f\u00fcr Funktionelle Grenzfl\u00e4chen (IFG) und Sprecher des Helmholtz-Programms BioGrenzfl\u00e4chen, in dessen Umfeld die Arbeit ausgef\u00fchrt wurde. Die neuen Mikropartikel k\u00f6nnten sich k\u00fcnftig beispielsweise in der Krebstherapie einsetzen lassen \u2013 beladen mit drei verschiedenen Substanzen, von denen eine die Krebszelle erkennt, die zweite die Zellwand \u00f6ffnet und die dritte die Krebszelle zerst\u00f6rt.<\/p>\n<p>Eine weitere m\u00f6gliche Anwendung der 3D-Mikropartikel liegt in der k\u00fcnstlichen Herstellung biologischer Gewebe, wobei die Partikel gezielt mit biologischen Zellen interagieren. Aber auch technische Anwendungen wie die Herstellung von Mikromaschinen und Nanorobotern k\u00f6nnen von diesen zwar kleinen, aber hochkomplexen Partikeln profitieren. Sie erm\u00f6glichen beispielsweise einen selbstorganisierten Aufbau dreidimensionaler Strukturen. Bewegliche Miniaturbauteile, ben\u00f6tigt beispielsweise f\u00fcr Sensoren oder Roboterarme, lassen sich mithilfe von segmentierten Mikropartikeln herstellen, bei denen ein Segment in Reaktion auf einen Reiz an- und wieder abschwellen kann.<\/p>\n<p>\u201eW\u00e4hrend die r\u00e4umlich gesteuerte Pr\u00e4sentation chemischer und biologischer Liganden f\u00fcr zweidimensionale Substrate schon gut etabliert ist, gibt es bisher nur sehr wenige Verfahren f\u00fcr die r\u00e4umlich kontrollierte Dekoration dreidimensionaler Objekte, wie Mikropartikel\u201c, erl\u00e4utert J\u00f6rg Lahann, Professor am IFG des KIT und an der University of Michigan. Um drei abgegrenzte, chemisch verschiedene Segmente \u2013 auch als Patches bezeichnet \u2013 auf einem Mikropartikel zu erhalten, setzen Lahann und Kollegen sogenanntes elektrohydrodynamisches Co-Jetting ein: Sie pumpen drei verschiedene Polymerl\u00f6sungen durch parallele Kapillaren. Die ausgesto\u00dfene Fl\u00fcssigkeit wird durch ein elektrisches Feld beschleunigt und dabei stark gestreckt. Zugleich verdunstet das L\u00f6sungsmittel.<\/p>\n<p>\u00dcbrig bleibt eine Mikrofaser aus drei verschiedenen Kompartimenten. Durch Schneiden der Faser entstehen Mikropartikel, die sich dann entsprechend aus drei chemisch verschiedenen Patches zusammensetzen. Als Ausgangsmaterial dienen drei bioabbaubare Polymere auf Milchs\u00e4urebasis. Die Polymere sind mit drei verschiedenen chemischen Ankergruppen ausgestattet. An diese k\u00f6nnen in orthogonalen, das hei\u00dft sich nicht gegenseitig beeinflussenden Oberfl\u00e4chenreaktionen unterschiedliche Molek\u00fcle angekoppelt werden. Mithilfe fluoreszenzmarkierter Biomolek\u00fcle haben die Forscher nachgewiesen, dass tats\u00e4chlich ein Mikropartikel drei verschiedene Patches aufweist. Das n\u00e4chste Ziel der Wissenschaftler ist, die Mikropartikel auf rund 200 Nanometer zu verkleinern, um sie besser auf praktische Anwendungen abzustimmen.<\/p>\n<p>Sahar Rahmani, Sampa Saha, Hakan Durmaz, Alessandro Donini, Asish C. Misra, Jaewon Yoon, and Joerg Lahann: Chemically Orthogonal Three-Patch Microparticles. Angewandte Chemie, 2014. DOI: 10.1002\/anie.201310727<\/p>\n<h3><em>\u00dcber das Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT)<\/em><\/h3>\n<p><em>Das Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) ist eine K\u00f6rperschaft des \u00f6ffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-W\u00fcrttemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universit\u00e4t als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Thematische Schwerpunkte der Forschung sind Energie, nat\u00fcrliche und gebaute Umwelt sowie Gesellschaft und Technik, von fundamentalen Fragen bis zur Anwendung. Mit rund 9000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, darunter knapp 6000 in Wissenschaft und Lehre, sowie 24 000 Studierenden ist das KIT eine der gr\u00f6\u00dften Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung \u2013 Lehre \u2013 Innovation.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Neuartige Mikropartikel, deren Oberfl\u00e4che aus drei chemisch verschiedenen Segmenten besteht, hat ein Team von Forschern des Karlsruher Instituts f\u00fcr Technologie (KIT) und der University of Michigan\/USA hergestellt. Die Segmente lassen sich mit unterschiedlichen (Bio)Molek\u00fclen best\u00fccken. Dank der gezielten r\u00e4umlichen Ausrichtung der angekoppelten Molek\u00fcle eignen sich die Mikropartikel f\u00fcr innovative Anwendungen in Medizin, Biochemie und Technik. 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