3D-Einblicke in den intakten Zellkern

Max-Planck-Wissenschaftler gelingen wichtige Einblicke in die Funktionsweise der Pforten und Schleusen des Zellkerns “in Aktion”

Abb.: Dreidimensionale Rekonstruktion des Kernporenkomplexes aus dem Schleimpilz Dictyostelium. (Abb. oben links): Ansicht vom Zytoplasma aus. Der Transportkanal ist von acht ‘zytoplasmatischen Filamenten’ umringt. (Abb. oben rechts): Ansicht aus dem Kern. Auf dieser Seite befindet sich die Korbstruktur (braun). (Abb. unten): Schematische Darstellung mit Abmessungen und Bezeichnung der relevanten Strukturen Die zentrale Öffnung ist ungefähr 60 nm groß.

Bild: Max-Planck-Institut für Biochemie

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Quanteninternet: Photonen unter Kontrolle

Max-Planck-Forscher haben wichtigen Baustein für Quantencomputer und abhörsicheres Quanteninternet geschaffen

Einer Forschergruppe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching ist die Erzeugung einzelner Photonen mit bisher unerreichter Kontrolle gelungen (Nature, 28. Oktober 2004). Die Wissenschaftler verwendeten ein einzelnes Kalzium-Ion, das mit Hilfe einer Ionenfalle zwischen zwei hochreflektierenden Spiegeln lokalisiert war.

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Gefahrgut-online Ausgabe Oktober 2004

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Tankcontainer

Transport: Gefahrgut im Seeverkehr

Transport: Ladungssicherung

Verpackung: Grossvolumige IBC

Verpackung: Training mit Packstuecken

Ausbildung & Praxis: Schutzausruestungen

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Glasübergang in amorphem Silizium

Physiker der Universität Jena und des Berliner Hahn-Meitner-Instituts weisen erstmals Glasübergang in amorphem Silizium nach und belegen in “Nature Materials”-Publikation die Existenz eines Flüssig-Flüssig-Phasenübergangs

 

Oberfläche amorpher Silizium-Schicht. Aufgedampfte Goldquadrate verschieben sich während der Ionenbestrahlung mit der Si-Schicht. (Foto: Hedler)

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Runde Kristalle aus Polymerkügelchen erzeugt

Völlig neues Bauprinzip bei Kristallen aus geladenen Polymerkügelchen

Physiker der Universität Kiel haben kugelförmige Kristalle aus elektrisch geladenen Polymerkügelchen erzeugt, die ein völlig anderes Bauprinzip besitzen als gewöhnliche Kristalle. Die sogenannten “Coulomb Balls” sind in Form von ineinander geschachtelten Zwiebelschalen aufgebaut. Kristalle wie etwa das Silizium haben dagegen ihre Atome in Reihe und Glied geordnet.

Im amerikanische Fachjournal Physical Review Letters, das soeben erschienen ist, berichtet die Kieler Arbeitsgruppe von Prof. Alexander Piel zusammen mit Prof. André Melzer von der Universität Greifswald über ihre Entdeckungen.

Die Coulomb Balls ordnen Partikel in Mustern aus Sechsecken und Fünfecken an, um eine gekrümmte Oberfläche zu bilden. Dieses Bedeckungsprinzip kennen wir von den Nähten eines Fußballs, wo auch fünf Sechsecke um ein Fünfeck angeordnet sind.

Kristalle aus Polymerkügelchen von etwa 5 Mikrometer Durchmesser werden bereits seit 10 Jahren intensiv untersucht. Dabei gelang es aber nur, flache Strukturen mit wenigen Kristalllagen zu erzeugen. Der Grund dafür ist die Schwerkraft, die dafür sorgt, dass die Kristalle unter dem Eigengewicht zusammensinken. “Die nun produzierten, runden Kristalle bilden einen neuen Ausgangspunkt, um die elektrische Wechselwirkung an dreidimensionalen Objekten zu erforschen”, erklärt Professor Piel.

Die neu entdeckten “Coulomb Balls” bestehen aus einigen Hundert bis einigen Tausend Polymerkügelchen, die typischerweise untereinander einen Abstand von 0,7 mm einnehmen. Weil der Abstand zwischen den Teilchen damit mehr als 100 mal größer ist als ihr Durchmesser, wird dieser Kristall völlig transparent. Man kann also die Bewegung einzelner Teilchen im Inneren verfolgen, ohne dass es störende Abschattungen gibt. In atomaren Kristallen wie Silizium oder Gold lassen sich nur die Atome an der Oberfläche beobachten, da die Atome dicht gepackt sind. Anhand der “Coulomb Balls” können Wissenschaftler nun auch Phänomene wie Wellenbewegungen oder Schmelzprozesse im Inneren von Kristallen untersuchen.

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Textmining-Verfahren in den Life Sciences

Die Bedeutung des Textmining in Pharmazie, Medizin, Chemie und Biologie wird in Zukunft weiter wachsen. Das ist das Fazit eines Symposiums zum Einsatz von Textmining-Verfahren in den Life Sciences am 5. Oktober auf Schloss Birlinghoven in Sankt Augustin. Bereits zum zweiten Mal hatten das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI) und das Softwareunternehmen TEMIS (Heidelberg) Experten aus Industrie und akademischer Forschung zu einem Erfahrungsaustausch eingeladen.

In diesen Gebieten Fachleuten ist es aufgrund der enormen Menge der Literatur längst praktisch unmöglich, selbst in eng umrissenen Arbeitsgebieten alle relevanten Veröffentlichungen zu verfolgen und zu berücksichtigen. Daher ist der Bedarf nach automatischen Verfahren zur Analyse großer Textmengen, dem so genannten Textmining, in den Life Sciences seit jeher groß und nimmt weiter zu. Wo und in welcher Form derartige Methoden heute bereits eingesetzt werden, aber auch, was an Fragen in der nahen Zukunft noch zu lösen sein wird, stellten Experten in Fachvorträgen und Systemvorführungen vor.

Die Beteiligung von circa 50 Experten vorwiegend aus der europäischen pharmazeutischen Industrie verdeutlichte nicht nur, welche Bedeutung dem Thema Textmining dort inzwischen beigemessen wird, sondern kann auch als Beleg für ein erfolgreiches Beispiel der Zusammenarbeit zwischen öffentlicher Forschung und Privatwirtschaft gesehen werden: Die beiden Veranstalter SCAI und TEMIS kooperieren seit zwei Jahren eng bei der Entwicklung innovativer Produkte und Dienstleistungen. Wie nahe auf diesem Gebiet Systeme im produktiven Einsatz einerseits und offene Forschungsfragestellungen andererseits beieinander liegen, wurde im Vortragsprogramm deutlich.

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Neue 1,4 Millionen Euro teure Elektronenmikroskope

Zwei Elektronenmikroskope der Spitzenklasse werden am Montag, 25. Oktober 2004 am Fachbereich Chemie der Universität Hannover offiziell in Betrieb genommen. Die Investition in Höhe von 1,4 Millionen Euro ist eine der größten, die von den chemischen Instituten der Universität Hannover in den vergangenen Jahren getätigt wurde.

Anlässlich der Einweihung der beiden Geräte lädt der Fachbereich zu einem Symposium zum Thema “Transmissionselektronenmikroskopie”. Beginn ist um 16.15 Uhr im Dr.-Oetker-Hörsaal im Institut für Physikalische Chemie, Callinstr.3 A. Die Mittel für die Mikroskope wurden über das Hochschulbauförderungsprogramm des Bundes und von der VolkswagenStiftung aufgebracht.

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Chemoinformatik sucht die Nadel im Heuhaufen

Neue Entwicklungen in der Chemoinformatik stellt der 18. Workshop der Fachgruppe Chemie – Information – Computer (CIC) der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) vom 14. bis 16. November in Boppard vor. Hauptthemen sind die pharmazeutische Chemoinformatik, die automatische Strukturaufklärung, neue Softwareprojekte, neue Ansätze in der theoretischen Chemie und in der Molekül-Modellierung sowie Anwendungen auf den biologisch-medizinischen Bereich.

Unter Chemoinformatik versteht man die Anwendung von Methoden der Informatik zur Lösung chemischer Probleme. Insbesondere machen es in der chemischen Forschung die anfallenden großen Datenmengen notwendig, neue Wege zu begehen.
Um die 23 Millionen in der Chemical Abstracts Datenbank gespeicherten Substanzen zu katalogisieren und zu indizieren sowie Stukturen- und Substrukturen in solchen Datenmengen zu suchen, mussten neue Algorithmen (Problemlösungsvorschriften) gefunden werden. Auch die kombinatorische Chemie, die in den 1990’er Jahren aufkam, wurde überhaupt erst durch den Einsatz ausgefeilter chemoinformatischer Verfahren möglich. Es sind gerade diese Verfahren zum Speichern und Durchsuchen von großen Datenmengen, die die Einführung des neuen Begriffes “Chemoinformatik” rechtfertigen. Allerdings hat der Einsatz von Computern in der Chemie schon eine lange Tradition

 

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Leuchtende Nanokristalle (Quantenpunkte) mit Siliciumdioxid

Großes wird von den Zwerglein erwartet: So sollen sie Tumore markieren, großflächige Flachbildschirme verbessern helfen oder die Basis für die optische Datenverarbeitung von Morgen bilden. Die vielversprechenden Winzlinge sind leuchtende Quantenpunkte aus Halbleitermaterialien. Quantenpunkte sind nanoskopische Kristalle, die so klein sind, dass ihre chemischen Eigenschaften denen von einzelnen Molekülen ähneln. Aber erst die richtige Beschichtung macht die Kleinen voll funktionstüchtig. In einer deutsch-australischen Kooperation wurde nun eine neue, robuste Methode entwickelt, um Kriställchen aus Cadmiumselenid mit Zinksulfid-Schale (CdSe/ZnS) auf einfache Weise mit Siliciumdioxid so zu beschichten, dass jedes Siliciumdioxid-Kügelchen genau einen Quantenpunkt enthält.
Native CdSe-Quantenpunkte sind nur in unpolaren Lösemitteln stabil, aber für viele Anwendungen sind polare, protische Medien (Medien, die Protonen an gelöste Stoffe abgeben können) unumgänglich, etwa die wässrige Umgebung bei biomedizinischen Anwendungen. Eine Beschichtung muss her, um die Leuchtpünktchen zu stabilisieren, vor Sauerstoff zu schützen und um die Ablagerung von Substanzen zu unterbinden, die das Leuchten stören.
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Wie Moleküle in Form gebracht werden

Wie Moleküle in Form gebracht werden
Chemnitzer Physiker beobachten Elektronen bei ihrer Reise durch Moleküle und machen erstmals Elektronenzustände einzelner organischer Moleküle direkt sichtbar

Auf der Suche nach neuen Werkstoffen, Arzneimitteln oder elektronischen Anwendungen ist Physikern der TU Chemnitz in nanometerkleinen Welten ein wichtiger Durchbruch gelungen: Mit Hilfe eines Raster-Tunnel-Mikroskops haben Nachwuchswissenschaftler an der Professur für Analytik an Festkörperoberflächen erstmals Elektronen bei ihrer Reise durch ein organisches Molekül beobachtet. Damit ist es zugleich gelungen, die Struktur des Moleküls aus seinem Inneren heraus sichtbar zu machen.

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