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NIM nanosystems initiative munich
Aktuelles

Freitag, 30. April 2010

Biokompatibel und preisgünstig

NIM-Wissenschaftler testen organische Halbleiter in Biosensoren

Wie toxisch wirkt eine Substanz auf bestimmte Zellen? Welche Strahlendosis verursacht Mutationen? Um Fragen wie diese zu klären, arbeiten Wissenschaftler häufig mit Biosensoren. Hierbei messen sie, wie ein biologisches System auf verschiedene äußere Faktoren reagiert. Dabei handelt es sich beispielsweise um Gewebezellen, die flächig auf einem Halbleiter wachsen. Dieser registriert unmittelbar kleinste Potentialänderungen in der Zellschicht. Dazu gehört  z.B. eine erhöhte Ausschüttung von Ionen wie Ca2+ oder Protonen, die den pH-Wert ändern. Aus diesen Zellreaktionen können die Wissenschaftler Rückschlüsse auf die Wachstumsdynamik der Zellen und somit auf die Wirkung der Testsubstanz ziehen.

Die Gruppen von PD Dr. Stefan Thalhammer (Helmholtz-Zentrum München, Institut für Strahlenschutz, Arbeitsgruppe NanoAnalytics) und PD Dr. Giuseppe Scarpa (TU München, Institut für Nanoelektronik) haben in ihrer neuesten Veröffentlichung einen neuen Halbleiter-Typ eingesetzt. Anstatt die Bauteile wie bisher aus teuren anorganischen Materialien wie Silizium oder Galiumnitrid und in aufwändigen Ätzverfahren herzustellen, setzten die Wissenschaftler das organische Polymer Poly(3-hexylthiophen (P3HT) ein. Diese Verbindung wirkt ebenfalls als Halbleiter, ist deutlich preisgünstiger und lässt sich relativ einfach auf eine Trägerschicht aufdrucken. Eine zusätzliche Proteinschicht oder auch die gezielte Oxidation des Polymers fördert die Haftung der Zellen. Das gute Aufwachsen der getesteten Maus-Zellen (Fibroblasten) auf dem Biosensor belegt der Studie nach zudem dessen Biokompatibilität. So könnten die Biosensoren in Zukunft möglicherweise auch direkt im Gewebe eingesetzt werden.

Publikation:

Biocompatibility Studies of Functionalized Regioregular Poly(3-hexylthiophene) Layers for Sensing Applications; Guiseppe Scarpa, Anna-Lena Idzko, Stefan Götz, Stefan Thalhammer; Macromol. Biosci., Vol. 10 Issue 4, p. 378 – 383 (April 8, 2010). Published online: April 6, 2010.

Kontakt:

Giuseppe Scarpa, Technische Universität München, Institute for Nanoelectronics, Arcisstrasse 21, D- 80333 Munich, scarpa(at)tum.de, Tel: (+49) 89 289 25334

Stefan Thalhammer, Helmholtz Zentrum München, German Research Center for Environmental Health, Institute of Radiation Protection, Ingolstädter Landstrasse 1, D-85764 Neuherberg, stefan.thalhammer@helmholtz-muenchen.de, Tel: (+49) 89 3187 2893

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