21.02.2020

Minilabor ermöglicht haarfeines Operieren

Stuttgart – Labore so groß wie eine Nadelspitze: Das ist keine Erfindung aus Lilliput, sondern der Universität Stuttgart. Eine neue Ära biomedizinischer Anwendungen sehen die Forscher.

Minilabor ermöglicht haarfeines OperierenUm die Laborminiaturisierung zu ermöglichen, setzen die Universität Stuttgart und das Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg auf Kurzpulslaser, Fotolack und 3D-Druck. Sie entwickeln kompakte Prozessoren für Flüssigkeiten, die kaum größer als eine menschliche Haarspitze seien sollen. Die damit verbundene große Präzision des neuen Fertigungsverfahrens erlaubt es dem Team unter anderem, Spezialdüsen für die räumliche Strukturauflösung biologischer Moleküle zu optimieren. Dazu wird ein Wasserstrahl mit einem Durchmesser von weniger als einem tausendstel Millimeter erzeugt, um die biologischen Moleküle mit Röntgenblitzen zu durchleuchten. Aus vielen Einzelbildern kann die atomare Architektur der biologischen Moleküle mit hoher Qualität errechnet werden. Ferner ist es gelungen, besonders effiziente Mischer zu optimieren, sodass biochemische Reaktionen kontrolliert gestartet werden können. Das Team plant, diese zur Aufzeichnung von Serien-Schnappschüssen von biochemischen Reaktionsabläufen zwischen Enzymen und ihren Substraten zu verwenden. Der Röntgenlaser lasse sich als eine Art Filmkamera verwenden, um molekulare Dynamiken wie etwa die Interaktion eines medizinischen Wirkstoffs mit dem Zielprotein besser zu verstehen.
Aber auch für ganz neuartige biomedizinische Anwendungen eigne sich das Verfahren, heißt es von Seiten der Universität. So lassen sich mit der Technologie zum Beispiel haarfeine, flexible Endoskope verwirklichen, mit denen auch in kleinsten Körperöffnungen oder Maschinen Operationen und Untersuchungen vorgenommen werden können.
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