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Universität Duisburg-Essen
Forschung
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medizinische Nanokapseln

Ein Schwerpunkt unserer aktuellen Forschung ist im Bereich der Einkapselung von Wirkstoffen in polymere Nanopartikel angesiedelt. Solche Systeme, zu denen sowohl Nanosphären als auch Nanokapseln gehören, können beispielsweise als Träger pharmazeutischer Wirkstoffe oder von genetischem Material dienen. Ein zentrales Projekt befasst sich derzeit mit der Herstellung von Nanokapseln als künstliche Sauerstoffträger, die in wässriger Dispersion als Blutersatz eingesetzt werden können. Diese Arbeiten werden derzeit in Kooperation mit dem Institut für Physiologische Chemie durchgeführt und durch die Ritter-Stiftung gefördert (eine Förderung durch die DFG im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs ist beantragt).

technische Nanokapseln und Vesikel

Daneben werden technische Anwendungen von Nanokapseln erkundet, die zum Beispiel im Bereich selbstschmierende Oberflächen oder aktiver Korrosionsschutz bestehen. Derzeit werden in diesem Umfeld zwei Projekte von der Volkswagenstiftung bzw. von der AiF gefördert. In diesem Zusammenhang haben wir spezielle Methoden der "Pulsed field gradient" Kernresonanzspektroskopie (PFG NMR) entwickelt, die vielfältige Informationen zur Struktur, Dynamik und zu den physikalisch-chemischen Eigenschaften kleiner Kapseln, Vesikel und auch lebender Zellen liefern.

Origin of life

Origin of life Im Projekt „Origin of life" wird die Entstehung des Lebens in tiefreichenden tektonischen Störungszonen der ersten Kontinentfragmente untersucht. In Zusammarbeit mit Prof. Dr. Ulrich Schreiber, Fakultät für Biologie, Fachrichtung Geologie wird ein hypothetisches Modell mit Chancen auf eine Nachweisbarkeit untersucht. Das Besondere an diesem Modell ist, dass es sich einerseits in der Natur, andererseits im Labor nachweisen lässt. Für Versuche stehen Hochdruckanlagen zur Verfügung, in denen mit Überkritischem CO2 Experimente durchgeführt werden können, die den Bedingungen der frühen Erdkruste entsprechen.

Bedingungen der frühen Kruste sind auch heute noch in vulkanisch aktiven Regionen zu finden. Hier bilden sich Minerale, die winzige Flüssigkeitsmengen einschließen (fluid inclusions). Sie können auf einfache präbiotische Molek/uuml;le untersucht werden. Aus dem Verhältnis der links- und rechtsdrehenden Anteile kann darauf geschlossen werden, ob sie Produkte der heutigen Biologie sind oder aber v/ouml;llig unabhängig davon in der Kruste entstanden sind, unter Bedingungen, die denen der fr/uuml;hen Erde gleichen (racemische Gemische).

Es ist das erste Modell zur Entstehung des Lebens, das einen umfassenden Prozess der Zellbildung beschreibt, bei dem die Probleme der Molekülherkunft, Aufkonzentrierung, Energieversorgung und Membranbildung gelöst sind.



Weitere Informationen bei:
  • Prof. Dr. Ulrich Schreiber,Fakultät für Biologie, Fachrichtung Geologie
  • Prof. Dr. Christian Mayer,Fakultät für Chemie, Physikalische Chemie
  • Prof. Dr. Oliver Schmitz,Fakultät für Chemie, Applied Analytical Chemistry


  • Biofilme

    Ein weiteres Forschungsgebiet liegt im Bereich der NMR-spektroskopischen Analyse von extrazellulären Makromolekülen in Biofilmen. Diese Arbeiten wurden im Rahmen einer Forschergruppe mit dem Thema "Physikalische Chemie von Biofilmen" in enger Zusammenarbeit mit der örtlichen Mikrobiologie begonnen. Zu den in Frage kommenden Polymeren zählen insbesondere Alginate, andere extrazelluläre Polysaccharide und Proteine. Es geht dabei insbesondere um die Fragestellung, wie das molekulare Netzwerk in einem Biofilm aufgebaut ist und welche molekulare Dynamik es zulässt. Eine wichtige Rolle spielen dabei zweiwertige Kationen, die offensichtlich als Vernetzungspunkte im dreidimensionalen Geflecht der Makromoleküle dienen. Diese Arbeiten werden derzeit von der DFG finanziert, weitere Förderungen sind beantragt. Die Untersuchungen wurden vor einiger Zeit im Rahmen eines weiteren Drittmittelprojekts auch auf das Strukturprotein Kollagen ausgeweitet.