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07.01.2008

07:32 Uhr

Nanotechnologie

Laser bohrt kleinste Löcher in Zellen

Materialbearbeitung im Mikrokosmos: In einem neu entwickelten Verfahren fangen Nanopartikel gebündeltes Licht ein und erzeugen so Strukturen von wenigen Millionstel Millimetern. Mit der Technik ließe sich die Hülle von menschlichen Zellen anbohren, um sie für Medikamente durchlässiger zu machen.

Laserstrahlen sind in der Medizintechnik längst unverzichtbar geworden.

Laserstrahlen sind in der Medizintechnik längst unverzichtbar geworden.

HB DÜSSELDORF. Ein neues Laserverfahren ermöglicht es, Schnitte auszuführen, die 2 000 mal dünner sind als ein Haar und Löcher zu bohren, die nur Millionstel Millimeter klein sind. Benötigt wird die sogenannte Nanocut-Technik, die Forscher in Jena und Saarbrücken entwickelt haben, in der Mikrobiologie und Medizin zur Markierung und Untersuchung biologischer Proben.

Das Verfahren eröffne zudem neue therapeutische Möglichkeiten. So könnte man die Hülle von Zellen anbohren, um sie für Medikamente durchlässiger machen, sagt Wolfgang Fritzsche vom Institut für Photonische Technologien (IPHT) in Jena, der das Verfahren gemeinsam mit seinem Kollegen Karsten Koenig von der Saar-Universität und mit der Firma JenLab entwickelt hat. Zusätzlich sehen die Forscher aus Jena und Saarbrücken Anwendungsfelder ihrer Methode in der Tumor-, Neuro- oder Augenchirurgie.

Mit Lasern lassen sich große Energiemengen in einem extrem kleinen Punkt bündeln. Materie, die mit diesem Laserpunkt in Berührung kommt, verdampft – egal, ob es sich dabei um Metall, Diamant, ein Haar oder biologische Gewebe handelt. Bisher waren dem Schneiden mit Laserlicht jedoch Grenzen gesetzt. Aufgrund physikalischer Grenzen konnte der Durchmesser eines mit dem Laser gebohrten Loches nicht kleiner als etwa 100 Nanometer sein.

Mit Hilfe von Nanopartikeln hat es Wolfgang Fritzsche erstmals geschafft, die Energie des Lasers auf einen Punkt zu bündeln, der noch erheblich kleiner ist. Er nutzt dazu kleinste Metall-Teilchen, die das Laserlicht wie Antennen einfangen. Die Größe dieses Loches hängt nun von der Größe des Nanopartikels ab und nicht mehr von der Wellenlänge des Laserstrahls.

Die von Fritsche verwendeten Nanopartikel bestehen aus Gold oder Silber und sind nur wenige Millionstel Millimeter (Nanometer) groß. Sie können mit ausgewählten biologischen Eigenschaften, zum Beispiel der Bindungsfähigkeit an bestimmte Erbgutabschnitte oder Proteine versehen werden. Diese maßgeschneiderten Partikel, können nicht nur als sogenannte Lichtantennen, sondern auch aus Sensoren in lebenden Geweben eingesetzt werden. hsn

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