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Leuchtende Nanobots bilden mikroskopische Oberflächen ab

Technik|Digitales

Leuchtende Nanobots bilden mikroskopische Oberflächen ab
Amerikanische Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, mit der sich die Beschaffenheit mikroskopisch kleiner Oberflächen mit einer höheren Auflösung darstellen läßt als mit herkömmlichen Mikroskopen. Viola Vogel hat mit ihrem Team an der University of Washington in Seattle mit leuchtendem Farbstoff beladene Nanobots gebaut, die autonom über die Oberfläche wandern. In Ihrem Artikel in den Nano Letters 2 (S.113) beschreibt sie, dass wenn man die Wege von hunderten dieser wandernden Nanobots aufaddiert, eine Karte der Oberflächenstruktur entsteht.

Die Nanobots sind modifizierte Mikrotubuli. Mikrotubuli sind natürlich in Zellen vorkommende, molekulare Maschinen und werden aus dem Protein „Tubulin“ gebildet. Sie sehen aus wie Röhren und stellen einen Teil des Bewegungsapparates in Zellen dar. So genannte Motorproteine sind mit den relativ fest in der Zelle liegenden Mikrotubuli verbunden und transportieren verschiedene Stoffe an ihnen entlang. Ein solches Motorprotein, das den Stofftransport durch die Zelle ausführt, ist das Kinesin.

Normalerweise läuft das Kinesin beweglich an den Mikrotubuli entlang. Vogel hat für ihre Nanobots dieses Prinzip umgekehrt: Sie bringt das Kinesin auf der Oberfläche, die betrachtet werden soll, unbeweglich auf. Nun auf die Oberfläche gegebene Mikrotubuli bewegen sich entlang der Kinesinmoleküle. Der Mechanismus ist derselbe wie in einer Zelle, nur ist in der Zelle der Weg den das Kinesin nehmen kann durch die Mirkotubuli vorgegeben. Vogels Nanobots können sich jedoch zufällig und über die auf der gesamten Oberfläche verteilten Kinesinmoleküle bewegen. Weil die Wissenschaftler die Mikrotubuli zuvor mit einem fluoreszierendem Farbstoff beladen haben, können sie nun die Wege der Mikrotubuli beobachten.

Die unbeweglichen Kinesinmoleküle bewegen die Nanobots zwar über seichte Hügel, an höheren Erhebungen können die Mikrotubuli jedoch nicht weiter transportiert werden. Die Beschaffenheit der Oberfläche bestimmt also die Strecken über die die Mikrotubulis transportiert werden können. Die dadurch entstehenden Einschränkungen liefern dann die Grundlage für die topographische Karte der Oberfläche. Die Karte selber entsteht dann in dem die Forscher alle fünf Sekunden ein Foto machten. Legt man die Fotos übereinander, sieht man die von allen Mikrotubuli zurück gelegten Wege.

Nicole Waschke
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