04.03.2011

Proteine treffen Quantenpunkte

Hybridmaterial aus Eiweiß und Quantenpunkten eröffnet neue Möglichkeiten für Implantate.

Hybridmaterial aus Eiweiß und Quantenpunkten eröffnet neue Möglichkeiten für Implantate.

Materialwissenschaftler in Jena nutzen die Selbstorganisationsfähigkeiten von Molekülen auf Basis der Van-der-Waals-Kraft, um aus dem Eiweiß Fibronektin Nanofasern zu erzeugen. Versehen mit Halbleiterquantenpunkten konnten sie ein leuchtendes Hybridmaterialien demonstrieren – kompatibel sowohl mit lebenden Zellen, wie auch künstlichen Materialien.

Abb.: Extrem dünne Eiweiß-Fasern aus Fibronektin lassen sich durch die Kombination mit Quantenpunkten zum Leuchten bringen. Das gesamte Bild ist etwa 460 μm breit. (Bild: AG Jandt/FSU)

Die hergestellten Fasern sind nur etwa zwei Nanometer dick. In ihren Experimenten konnten die Forscher erstmals die Selbstorganisation von Fibronektin zu Nanofasern in Lösung beobachten. In einem anschließenden Schritt brachten sie Quantenpunkte dazu, sich entlang der Nanofasern anzuhefteten. Bestrahlt mit Laser-Licht beginnen die Quantenpunkte zu leuchten und machen die Nanofasern indirekt sichtbar. „Wie eine beleuchtete Straße bei Nacht, die man aus dem Flugzeug beobachtet“, beschreibt Klaus Jandt vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena das Phänomen.

Im menschlichen Körper nimmt Fibronektin eine Reihe wichtiger Funktionen wahr: Es dient als „Kittsubstanz“ zwischen Köperzellen, spielt eine entscheidende Rolle bei der Blutgerinnung und ist auch beim Gewebewachstum auf Implantaten ein wichtiger Faktor. In Kombination mit den Quantenpunkten sei das neue Hybridmaterial beispielweise geeignet, Prozesse an Grenzflächen zwischen künstlichen Materialien und lebenden Zellen sichtbar zu machen oder als Baustein für neue Implantatmaterialien.

Uni Jena / KK

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