Ärzte Zeitung, 05.12.2007

Molekulare Fahndung nach neuen Medikamenten

Erwünschte und unerwünschte Wirkungen von potenziellen Arzneistoffen lassen sich rascher und kostengünstiger testen

MÜNCHEN (dpa). Zehn bis fünfzehn Jahre Zeit und mehr als 500 Millionen Euro braucht es zur Entwicklung eines neuen Medikamentes. Mehrere zehn- bis hunderttausend potenzielle Wirkstoffe werden dafür getestet. Eine an der Universität München entwickelte automatisierte Messmethode soll dazu beitragen, dass dies schneller geht. Das für den Deutschen Zukunftspreis nominierte nanobiotechnologische Verfahren hilft, frühzeitig wirksame von unwirksamen Substanzen zu unterscheiden.

Dr rer. nat. Niels Fertig, Kandidat für den Zukunftspreis, hat die molekulare Rasterfahndung mit entwickelt.

Fotos: Ansgar Pudenz

Die Technik automatisiert ein Verfahren, das bereits in den 1970er Jahren entwickelt wurde, die Patch-Clamp-Technik. Damit lassen sich Ionenkanäle der Zellen untersuchen. Sie steuern den Ein- und Ausstrom von Molekülen in die und aus der Zelle und damit die Kommunikation der Zellen untereinander.

Aufgrund dieser wichtigen Funktion sind Ionenkanäle ein Ansatzpunkt vieler Medikamente. Die Untersuchung von Ionenkanälen war bislang sehr aufwändig. Die Zellen mussten mit einer winzigen Glaspipette unter dem Mikroskop manipuliert werden. Mehr als zehn Zellen konnte auch ein erfahrener Wissenschaftler damit pro Tag nicht untersuchen. «Unser chipbasiertes Verfahren vereinfacht die Messtechnik insoweit, dass man es in wenigen Stunden lernen kann», sagt Dr. rer. nat. Niels Fertig, Mitentwickler des Verfahrens und Geschäftsführer von Nanion Technologies, der Firmenausgründung der Münchner Verfahrensentwickler.

Bei der «Patch-Clamp-on-a-chip»-Technik werden die Zellen auf einen flachen Glas-Chip aufgebracht. Dieser hat zahlreiche, etwa einen Mikrometer kleine Löcher, in denen die Zellen durch Unterdruck fixiert werden. So entfällt das mühsame Pipettieren unter dem Mikroskop. Erwünschte und unerwünschte Wirkungen der Testsubstanzen an den Ionenkanälen können mit molekularer Rasterfahndung schneller und kostengünstiger analysiert werden.

Die Idee zur chipbasierten Patch-Clamp-Technik entstand 1998 am Center for Nanoscience der Universität München. Den ersten kommerziellen Patch-Clamp-Automaten gibt es seit 2003.

Akkus für Elektro-Autos

DUISBURG (eb). Forscher des Essener Evonik-Konzerns und der Universität Duisburg-Essen haben mit einer Technologie für besonders leistungsfähige, langlebige und sichere Lithium-Ionen-Batterien neue Energiespeicher für den Einsatz in Automobilen und großen stationären Anwendungen nutzbar gemacht. Es ist genau der Typ von Akku, der bereits Mobiltelefonen und Laptops ihre große Leistung verleiht.

Die Wissenschaftler (v.l) Professor Paul Roth, Dr. Andreas Gutsch und Dr. Gerhard Hörpel, Kandidiaten für den Deutschen Zukunftspreis, machen leistungsstarke Akkus Auto-tauglich.

Fotos: Ansgar Pudenz

Für die Anwendung in Elektro-Autos war es jedoch nötig, Folien mit winzigen Keramikpartikeln zu verkleben. Denn diese halten Temperaturen bis 500 Grad stand, die sich entwickeln können. Denn die bisher in Lithium-Ionen-Batterien für Mobiltelephone und Klapprechner verwendeten Folien halten den hohen Temperaturen, die in den größeren Batterien entstehen können, nicht stand.

Neue LED strahlen hell

REGENSBURG/JENA (eb). Die Wissenschaftler Dr. Klaus Streubel und Dr. Stefan Illek vom Unternehmen Osram Opto Semiconductors in Regensburg fanden durch Nutzung der Dünnfilmtechnologie und spezieller Gehäuse die Möglichkeit, besonders lichtstarke Leuchtdioden (LED) herzustellen. Dr. Bräuer vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik entwickelte eine Technologie, mit der man das Lichtprofil formen kann.

Die Wissenschaftler (von l.) Dr. Andreas Bräuer, Dr. Klaus Streubel und Dr. Stefan Illek, Kandidaten für den Deutschen Zukunftspreis schaffen Grundlagen für eine strahlende Zukunft.

Das erschließt den Leuchtdioden viele neue Einsatzmöglichkeiten. Dank des neuen Verfahrens, einer integrierten Metallschicht die alles Licht nach außen wirft leuchten die Dioden mittlerweile fünfmal so stark wie die bisher verwendeten Leuchtdioden. Die neuen Lichtquellen Sie können damit der künstlichen Beleuchtung ganz neue Möglichkeiten eröffnen.

Superchips in Sicht

OBERKOCHEN (eb). Die Forscher der Carl Zeiss SMT (Oberkochen) Dr. Winfried Kaiser, Dr. Peter Kürz und Dr. Martin Lowisch haben eine Technologie - die sogenannte EUV-Lithografie - entwickelt, mit der die Grundlagen für eine weitere Miniaturisierung der Mikroelektronik geschaffen werden. Da damit für eine weitere Leistungssteigerung von Computern und elektronischen Geräten in den nächsten Jahrzehnten.

Die Wissenschaftler (v.l.) Dr. Winfried Kaiser, Dr. Peter Kürz und Dr. Martin Lowisch, Kandidaten für den Deutschen Zukunftspreis, haben die Grundlagen für noch leistungsfähigere Chips entwickelt.

Der Trick: Mit Hilfe extrem kurzwelliger ultravioletter Strahlung kann sich die Dichte, mit der elektronische Bauelemente auf ein Computerchip gepackt werden können, im Vergleich zu heute um mehr als das zehnfache erhöhen. Denn die bisher verwendeten optischen Systeme werden nach Meinung der Wissenschaftler in absehbarer Zeit an ihre physikalischen Grenzen stoßen.

STICHWORT

Zukunftspreis

Mit dem Deutschen Zukunftspreis ehrt der Bundespräsident jedes Jahr ene Spitzenleistung aus Technik oder Ingenieur- und Naturwissenschaften. Im Mittelpunkt stehen dabei die Anwendbarkeit und das Schaffen von Arbeitsplätzen. Der Preis wird seit 1997 vergeben. Er ist mit 250 000 Euro dotiert. Den Preisträger bestimmt eine Jury aus Wissenschaft und Wirtschaft. Finanziert wird der Preis von Unternehmen und Stiftungen. Auch der diesjährige Physik-Nobelpreisträger Peter Grünberg erhielt den Zukunftspreis 1998 für einen Festplattensensor, der in jeden Coputer eingebaut wird. Der Zukunftspreis wird am 6. Dezember vom Budespräsidenten dem Preisträger überreicht.

Weitere Informationen: www.deutscher-zukunftspreis.de

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