Untersuchungen an Kollagen mit dem JPK NanoTracker™ Optical Tweezers System am Illinois Institute of Technology in Chicago, USA

Dr. Pavel Dutov am Illinois Institute of Technology mit dem JPK NanoTracker™ Optical Tweezers System
(PresseBox) ( Berlin, )
JPK Instruments, ein weltweit führender Hersteller von Nanoanalytik-Instrumenten für den "Life Sciences"- und "Soft Matter"-Bereich, berichtet über den Einsatz des NanoTracker™ Optical Tweezers Systems zur Untersuchung von Kollagenfasern am Illinois Institute of Technology in Chicago.

Prof. Jay Schieber ist Professor für chemische Verfahrenstechnik am Illinois Institute of Technology und Direktor des "Center for Molecular Study of Soft Condensed Matter". Zur Zeit beschäftigt sich seine Forschungsgruppe mit der kinetischen Theorie von Makromolekülen, um Modelle für das rheologische, thermodynamische und temperaturabhängige Verhalten von polymeren Flüssigkeiten zu entwickeln. Mit diesen Modellen können die Eigenschaften moderner Materialen während und nach der Verarbeitung vorausberechnet werden.

Das JPK Instruments NanoTracker™ System wurde von der Forschungsgruppe ursprünglich für die Untersuchung von mikrorheologischen Prozessen angeschafft. Mikrorheology (oder "Microbead"-Rheologie) ist ein relativ neuer Zweig der Rheologie. Man kann damit die viskoelastischen Eigenschaften von Medien messen, indem man die thermischen Fluktuationen der Brown'schen Teilchen des Mediums beobachtet. Entscheidend für diese Methode ist, mit welcher Auflösung die Teilchen beobachtet werden können.

Die Arbeit mit dem NanoTracker™-System entwickelte sich dann früh in eine andere Richtung. Pavel Dutov, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsgruppe, hat sich ausführlich mit der Anwendung von optischen Pinzetten beschäftigt und zusammen mit Prof. Schieber einen Artikel über die Kalibrierung von optischen Fallen durch das sog. "Dual Trapping" eines Nanokügelchens (sog. "Bead"), veröffentlicht.* Er beschäftigte sich auch mit dem Elastizitätsmodul von Kollagenfasern, bevor er mit der Arbeit auf dem Gebiet der Mikrorheologie begann und Kollagen Typ I Gel untersuchte. Hierbei untersuchte er die anisotropen viskoelastischen Eigenschaften des Gels. Diese sind besonders interessant für die Biomedizin, da sie maßgeblich die Wundheilung beeinflussen. Es gibt bisher keine andere experimentelle Methode, mit der diese Eigenschaften untersuchen werden können.

Mit dem NanoTracker™ konnten die Messungen zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls von kollagenen Einzelfasern so präzise durchgeführt werden, wie es mit einem Rasterkraftmikroskop alleine nicht möglich gewesen wäre. Das System ermöglichte es außerdem, das Experiment nahezu in vivo durchzuführen. Bei den anisotropen Mikrorheologie-Experimenten zeichnete sich das NanoTracker™ System durch die hohe räumliche und zeitliche Auflösung und die große Transparenz der Datenanalyse aus.

JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über das NanoTracker™ System und weitere Produkte besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com, YouTube, Facebook oder LinkedIn.

Literatur
* Optics Letters, Vol. 38, Issue 22, pp. 4923-4926 (2013)
http://dx.doi.org/...
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