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Wissen & Umwelt

Kleinste Spritze der Welt gebaut

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Zelluläre Zitterpartie

Sie ist ungefähr 5000 Mal kleiner als eine normale Einwegspritze und schon deswegen nichts für zittrige Hände. Will man die kleinste Spritze der Welt bedienen, heißt es: ruhig atmen und vor allem nicht wackeln! Denn auch wenn die winzige Glasmikropipette unter dem Mikroskop hochempfindlich mit Laserstrahlen gesteuert wird, in einzelne Zellen einzudringen erfordert mehr Fingerspitzengefühl als die meisten von uns haben dürften.

200 Nanometer, etwa 500 Mal dünner als ein menschliches Haar, misst die Mini-Öffnung an der ultraspitzen Messnadel. Durch sie lassen sich bequem Medikamente oder Genmaterial wie DNA oder RNA in einzelne Zellen spritzen, ohne sie zu verletzen.

Schaubild ETH Zürich

Die roten Laserstrahlen erlauben eine hochpräzise Kraftkontrolle.

Gleichzeitig können mit der Apparatur auch feinste elektrische Signale in der Zelle gemessen werden, woraus sich Rückschlüsse auf die Aktivität von Eiweißen der Membran ziehen lassen.

Kombiniert man beide Techniken, lassen sich einzelne Zellen in Echtzeit beobachten, während ihnen Wirkstoffe eingespritzt werden."Für die Biologie und die Pharmaforschung wäre dies ein riesiger Fortschritt. Damit könnten die Folgen von Medikamentenwirkstoffen auf Membranproteine beobachtet werden“, so der Erfinder des "Fluid force microscope" (FluidFM), Tomaso Zambelli. Der Physiker vom Institut für Biomedizinische Technik der Technischen Hochschule (ETH) Zürich entwickelte die kleinste automatisierte Spritze der Welt, wie er sagt, per Zufall.

Zwei Doktoranden aus Zambellis Team wollen das Gerät in einer eigenen Firma zur Marktreife weiterentwickeln - möglicherweise schon im nächsten Jahr. Kostenpunkt: rund 150.000 EURO - etwa soviel, wie das Rasterkraft-Mikroskop kostet, das die Spritze steuert. "Das ist ja auch ein Forschungsinstrument und kein Spielzeug!" lacht Zambelli. Trotzdem ist seine Hoffnung, dass "die Spritze in jedem Labor benutzt werden kann."

Vorgestellt wurde die Neuentwicklung im Wissenschaftsmagazin Nano Letters.

Autorin: Ulrike Wolpers

Redakteurin: Judith Hartl