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Nachrichten und Pressemeldungen aus Labor und Analytik

16.08.2004

Molekültrennung mit Lasern


Physiker der Freien Universität Berlin haben ein neues System entwickelt, mit dem Moleküle und Isotope getrennt werden können: Dabei wird von den Forschern die Form der Laserpulse so lange variiert, bis eine optimale Trennung der Moleküle erreicht wird. Diese überraschend effektive Methode erlaubt es im Prinzip, jedes Molekülgemisch ohne vorherige Kenntnis der molekularen Eigenschaften nach seinen Komponenten aufzuteilen. Praktische Anwendungen dieses gerade erst veröffentlichten Ergebnisses sind in den Bereichen Pharmazie und Medizintechnik zu erwarten, berichtet die Universität.

Es war die Natur, die als Vorbild für die Entwicklung einer neuen Methode diente, mit der Moleküle und Isotope getrennt werden können. Die Wissenschaftsgruppe um Albrecht Lindinger und Ludger Wöste haben das Verfahren bereits patentieren lassen. Bisher war es oft schwierig Moleküle oder Isotope zu trennen: langwierige und komplizierte Verfahren zur räumlichen Separierung (z.B. Zentrifugentechniken), die erst nach Ausführung mehrerer Einzelschritte zum Erfolg führten, waren alltäglich. Auch die bisher verwendeten Laser-Trennmethoden mit Hilfe kontinuierlicher Strahlung sind relativ aufwändig, da sie eine genaue Kenntnis der molekularen Eigenschaften erfordern. Außerdem erlauben sie nur, einen gewissen Anteil des Gemisches zu trennen.

Der Ansatz des neuen Verfahrens ist hingegen einfach: Die Forscher nutzen das Laserlicht von extrem kurzen Pulsen aus, das einen breiten Spektralbereich überdeckt, und überlassen es einem evolutionären Algorithmus, die optimale Form des Laserpulses in der Zeit und Frequenz selbstständig zu finden. Ein weiterer Vorteil der Methode besteht darin, dass man zusätzlich durch eine Analyse der ermittelten optimalen Pulsform Einblick in den zugrunde liegenden Anregungsprozess selbst erhalten kann. Insbesondere können so Informationen über die Dynamik auf den Schwingungsniveaus der beteiligten elektronischen Zwischenzustände gewonnen werden.

Die Anwendungsmöglichkeiten für das Verfahren sind vielfältig. In der Pharmazie oder in der Medizin können etwa Moleküle getrennt werden, die mit anderen Verfahren schwer oder überhaupt nicht separierbar sind. Isotopenselektion für die in der Medizin verwendete so genannte Tracer-Methode, bei der schwach radioaktiv strahlende Substanzen in den Körper gebracht werden, ist ein solches Beispiel.

Quelle: pte.at


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