Kolloquium: Die Dynamik super-paramagnetischer suspendierter Mikropartikel in homogenen Feldern
Die Möglichkeit, nano- und mikroskopische paramagnetische Partikel manipulieren zu können, ist grundlegend für die biophysikalische Grundlagenforschung sowie der Mikrosystem- und Nanotechnologie und gewinnt damit auch in der Medizin, Biologie oder Chemie zunehmend an Bedeutung.
Die Arbeitsgruppe unter Leitung von Claus Fütterer hat eine patentierte neuartige Vorrichtung zur Manipulation von Objekten kleiner und kleinster Skalen entwickelt, die im Vergleich zu herkömmlichen, sehr zeitaufwändigen Verfahren auch für Massenscreenings mit großen Probenzahlen geeignet ist. Damit kann man auch die Wechselwirkungen der Partikel untereinander untersuchen und die sich daraus ergebende Strukturbildung charakterisieren. Wie bei der elektrostatischen Wechselwirkung gibt es Attraktion und Repulsion, jedoch im Unterschied zu diesen sind diese Eigenschaften winkelabhängig. Hieraus ergeben sich zahlreiche interessante neue Phänomene mit interessanten Anwendungen.
Die Partikel werden in einen mikrofluidischen Chip eingebracht, um Störungen durch Konvektion oder Drift zu minimieren. Werden die Partikel in ein homogenes Magnetfeld von zwei oder drei Helmholtzspulen eingebracht, wirken benachbarte Partikel wie lokale mikroskopische Inhomogenitäten und wechselwirken. Aus der hieraus resultierenden Wechselwirkungskraft zwischen den Partikel und den hydrodynamischen Reibungskräften kann durch Variationen der Magnetfeldstärke und -richtung eine Aggregation oder auch Trennung der Partikel nach Magnetisierbarkeit erreicht werden. Nach dem gleichen Prinzip ermöglicht die Vorrichtung auch das Separieren und Sortieren von Zellen und Molekülen. Darüber hinaus reicht das Spektrum der Anwendungen von Elastizitäts-, Viskositäts- und Affinitätsmessungen kleinster Objekte über die Messung verschiedenster Wechselwirkungen von Biomolekülen (Affinität, Immunologie) und Oberflächen, Molekülen mit Zelloberflächen (Rezeptor-Ligand), Zell-guiding etc. bis hin zur Oberflächenchemie.
Veranstaltungsort
BTU, Campus Senftenberg, Fakultät für Naturwissenschaften, Hörsaal 14C.103