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Fachartikel aus Labor, Analytik und Qualitätskontrolle

18.07.2013

Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) Nanocytes® - Molekular geprägte Nanopartikel als spezifische Adsorber

Dr. Achim Weber Kontakt, Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB)


Eine Schlüsselaufgabe bei vielen Prozessen in Chemie, Pharmazie und Biotechnologie ist die spezifische Abtrennung von Molekülen aus Gemischen, entweder zur Gewinnung oder Aufreinigung von Stoffen oder zur Entfernung störender Begleitstoffe. Molekular geprägte Polymernanopartikel (Nanoscopic Molecularly Imprinted Polymers , NanoMIPs) wirken als künstliche Rezeptoren und sind als Adsorber für die Lösung dieser Fragestellungen hervorragend geeignet. Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip erkennen die Nanopartikel spezifisch jeweils Biomoleküle und Wirkstoffe wie beispielsweise Aminosäuren, Peptide und Proteine, aber auch niedermolekulare Verbindungen oder Störstoffe wie Toxine und endokrine Substanzen. Die Spanne zukünftiger Anwendungsgebiete dieser neuen Materialien ist beinahe unbegrenzt. Über den und Trennprozesse hinaus, bietet die NANOCYTES® -Technologie zudem Lösungen für diagnostische Anwendungen in der Medizintechnik und für analytische Fragestellungen.

Molekulare Erkennungsfunktion nach dem Vorbild der Natur

In der Natur werden Informationen durch stofflichen Kontakt übertragen: Hormone docken an spezifische Rezeptoren an und lösen exakte Signale aus. Oder schädliche Stoffe werden in einem Organismus von Antikörpern erkannt, maskiert und dann beseitigt.

Diese Moleküle verhalten sich wie Schlüssel und Schloss, allerdings aus elastischen Bausteinen (induced fit ): Räumlich definiert angeordnete chemische Strukturen passen wie Positiv- und Negativabdruck desselben chemischen Musters zusammen. Die Natur hat dieses Prinzip zu faszinierender Anwendungsbreite ausgebaut. Aufgrund der begrenzten Haltbarkeit natürlicher Rezeptoren müssen diese fortwährend neu produziert werden - für technische Anwendungen ein massives Hindernis.

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