Funktionalisierte Miniatur-Biosensoren
In Bioreaktoren werden industriell relevante biologische Reaktionen im großen Maßstab durchgeführt. Nanobioreaktoren sind sehr kleine Bioreaktoren, in denen mithilfe von Nanomaterialien Reaktivität und Leistung erhöht werden. Im Rahmen des Projekts SSNANO(öffnet in neuem Fenster) ("On/off-switchable smart nanobioreactors") führten EU-finanzierte Wissenschaftler das Konzept einen Schritt weiter. Sie entwickelten temperaturempfindliche intelligente (smart) Nanobioreaktoren für die Katalyse, die sich als Reaktion auf Umweltreize ein- und ausschalten. Eine neue Klasse von reizempfindlichen Nanomaterialien wurde geschaffen, bearbeitet und in Nanobioreaktoren eingebaut. Diese Reaktoren wurden mit unterschiedlichsten mikroskopischen und spektroskopischen Methoden charakterisiert und mit einfachen und kosteneffizienten Verfahren hergestellt. Bei steigender Temperatur schalten sie sich ein und mit Temperaturabfall wider aus, anders als andere negativ aktivierte temperaturempfindliche Nanobioreaktoren. Dies ermöglichte eine stark einstellbare katalytische Aktivität und eine bessere Kontrolle der Reaktion. Mit großem Erfolg setzten die Wissenschaftler die selbstschaltenden Nanobioreaktoren als elektrochemischen Glukose-Biosensor ein und demonstrierten verbesserte Kinetik und Eigenschaften. Die Schaltung war schnell, die Reaktionen waren stabil und die Reaktoren wiesen eine lange Haltbarkeit auf. Das daraus resultierende Paket sollte von großem Interesse für medizinische, chemische, biologische oder ökologische Anwendungen sein. SSNANO veröffentlichte die Ergebnisse in vier angesehenen wissenschaftlichen Fachzeitschriften und richtete unter anderem die Websites The Chinese Advanced Materials Society(öffnet in neuem Fenster) und The International Union of Advanced Materials(öffnet in neuem Fenster) ein. Intelligente Nanobioreaktoren für eine verbesserte Katalyse sollten zahlreichen Anwendungen in unterschiedlichsten Bereichen die Tür öffnen: von der Medizin über Sicherheit bis hin zum Umweltschutz. Ihre einfachen und kostengünstigen Produktionsmethoden sollten sie auch für eine schnelle Vermarktung attraktiv machen.
