06:20 11 Dezember 2019
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    Russische Forscher finden heraus, wie Krebsvorstufen mit Nanodiamanten erkannt werden können

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    Forscher der russischen Nationalen Kernforschungsuniversität (MEPhi) haben die optischen Eigenschaften von Detonations-Nanodiamanten beim Zusammenwirken mit diversen Biomakromolekülen (Molekülen von Biopolymeren) analysiert. Diese Arbeit könnte zur Entwicklung von einmaligen Biosensoren mit verbesserten optischen Eigenschaften beitragen.

    Die Ergebnisse des Forschungsprojektes wurden im Fachmagazin „Laser Physics Letters“ veröffentlicht.

    Bei Detonations-Nanodiamanten handelt es sich um Nanostrukturen von Kohlenstoff mit einem Kristallgitter, wie bei einem Diamanten, die durch eine Detonationssynthese entstehen, wobei Sprengstoffe verwendet werden. Seit mehreren Jahren beschäftigen sich die Forscher intensiv mit dem Zusammenwirken von Detonations-Nanodiamanten mit biologischen Strukturen und Biomakromolekülen. Ihre Entwicklungen werden bei der Behandlung von Geschwülsten, bei der Entwicklung von Biosensoren und biokompatiblen Implantaten verwendet.

    Beim Zusammenwirken mit Detonations-Nanodiamanten verändern sich die Eigenschaften von Bionanomolekülen. Das ist sehr wichtig für biomedizinische Forschungen, denn bei der Entwicklung von neuen physiologisch aktiven Stoffen ist die Verbindung zwischen der Struktur des Stoffs und seinem Fluoreszenzverhalten sehr wichtig.

    Biosensoren werden heutzutage auf immer neuen Gebieten intensiv verwendet. Nanoträger werden bei biomedizinischen Forschungen gebraucht und als „Verkehrsmittel“ zwecks Zustellung von Arzneimitteln eingesetzt, während ihre piezoelektrischen und Halbleitereigenschaften die Verwendung auf dem Gebiet der Photovoltaik und bei der Produktion von diversen digitalen Geräten ermöglichen.

    Die MEPhi-Experten haben das Zusammenwirken von mehreren für die Medizin wichtigen Molekülen (Porphyrin, Myoglobin, Tryptophan) und DNS mit Nanodiamanten (fünf Nanometer groß) in dünnen Filmen erforscht, die durch Zerstreuung einer Platte auf die Oberfläche eines Monokristallsilicons entstanden, teilte Jekaterina Borulewa vom MEPhi-Lehrstuhl für Laser-Mikro-, -Nano- und -Biotechnologien mit.

    „Die Ergebnisse der Erforschung des Zusammenwirkens von Biomakromolekülen mit Detonations-Nanodiamanten haben gezeigt, dass Nanodiamanten die Intensität der Fluoreszenz fördern“, so die MEPhi-Expertin gegenüber RIA Novosti. „Das ist damit verbunden, dass Wasserlösungen, die bei dieser Arbeit verwendet werden, das auf sie fallende Licht nicht nur widerspiegeln, sondern auch zerstreuen können, und das löst die zusätzliche Beleuchtung innerhalb des Films aus und erhöht die Fluoreszenz.“

    Den Wissenschaftlern zufolge zeugt das davon, dass Nanodiamanten, die eigentlich keine Fluoreszenzeigenschaften haben, das Signal von fluoreszenten Komponenten, die in einem Biomakromolekül enthalten sind, verstärken.

    Die erwähnten Forschungen wurden mithilfe der Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie und der Nuklearkraft-Mikroskopie durchgeführt.

    Demnächst soll ein Prototyp des Biosensors auf Basis von Albumin-Nanoteilchen hergestellt werden, damit Arzneimittel innerhalb des Organismus befördert werden können. Die Wissenschaftler werden sich zudem mit der Entwicklung eines Biosensorprototyps auf Basis von Detonations-Nanodiamanten zwecks Erkennung von Krebserkrankungen in früheren Phasen beschäftigen sowie weitere Technologien zur Anwendung von Biosensoren erforschen.

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    Tags:
    Krebs, Diamant, Nanobots, Forscher, Russland