Photografting: 3D-Druck mit Molekülen

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Photografting: 3D-Druck mit Molekülen
Photografting: 3D-Druck mit Molekülen

Forscher der Technischen Universität Wien haben eine spezielle, „Photografting“ genannte Technik entwickelt, mit der man Moleküle in einem 3-D-Substrat positionieren kann, um vielseitigere und präzisere Sensoren für Anwendungen im Bereich Chip-basierte Labortechnik herstellen zu können. Die Forscher hatten zuvor verschiedene Arten von 3-D-Druckern untersucht, doch diese Verfahren taugten für die angepeilte Anwendung nicht wirklich, da der Zusammenbau verschiedener winziger Komponenten aus Materialien mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften ziemlich schwierig ist. Von daher verfolgten die Forscher den Ansatz, die gewünschten Moleküle direkt in einem dreidimensionalen Gerüst an der gewünschten Stelle zu platzieren.

 

Der Prozess startet mit einem so genannten Hydrogel mit großen Poren, wodurch große Moleküle oder gar Zellen zu bestimmten Stellen wandern können. Anschließend werden dann die ausgewählten Moleküle in das Hydrogel-Netzwerk eingeführt und bestimmte Stellen mit einem Laser bestrahlt. Dadurch werden im Fokus des Laserstahls fotochemische Bindungen aufgebrochen, was wiederum sehr schnell zu Bindungen mit dem umgebenden Hydrogel führt. Die erzielbare Präzision hängt vor allem von der Qualität des Linsensystems ab. Im Moment kann man mit dieser Technik eine Auflösung von immerhin 4 µm erreichen. Je nach Anwendung eignet sich das Verfahren für unterschiedliche Moleküle. 3D-Photografting eignet sich nicht nur für Bio-Engineering, sondern auch für Anwendungen in der Fotovoltaik und bei technischen Sensoren. Letztlich eignet sich diese Technologie dazu, Moleküle hochgenau zu positionieren und so Chip-basierte Labortechnik zu realisieren.

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