Identifizierung winziger Molekülmengen
Stellen Sie sich ein Stück Knete vor, in das eine ungewöhnliche und komplizierte Form hineingedrückt wird. Entfernt man den "Schlüssel" beleibt der Abdruck des "Schlosses" zurück. Auf dieser grundlegenden Idee basiert ein faszinierender neuer Prozess, der sich molekulare Prägung nennt. Ein Polymer wird mit einem Molekül oder dem Stück eines Moleküls "bedruckt", sodass ein molekular geprägtes Polymer (MIP) entsteht. Das MIP besitzt Aussparungen oder Gepräge, die ihm jetzt Selektivität und Spezifizität für das Orignalmolekül verleihen, mit dem das Gepräge oder vielleicht sogar die gesamte Molekülfamilie hergestellt werden kann. MIP werden bereits in einer ganzen Reihe von Anwendungen genutzt. Hierzu gehören u. a. die Erkennung von Antibiotika aus der Tiermedizin in Nahrungsmittelproben sowie die Trennung und Analyse von Probenbestandteilen in klinischen Labors. Trotz seines Potenzials kann sich die Optimierung von MIP aufgrund der zahlreichen verschiedenen Bindungsstellen mit variierenden Affinitäten für verschiedene Moleküle durchaus kompliziert gestalten. Außerdem hat sich die Herstellung von MIP aus großen Molekülen, wie beispielsweise Proteinen, als schwierig erwiesen. Europäische Forscher, die nach neuen Sythesewegen für die kosteneffiziente Produktion von MIP suchten, haben des Programm "Nanoimprinting technologies for selective recognition and separation" (Nanoimprint) ins Leben gerufen. Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf die Synthese molekular geprägter Nano- und Mikroteilchen mittels drei verschiedenen Verfahren, bei denen Peptide, die Bausteine von Proteinen, als Molekülvorlage verwendet werden. Es wurden verschiedene biologisch wichtige Peptidvorlagen verwendet. Die Wissenschaftler bewerteten außerdem das Verkapselungspotenzial von MIP in Hydrogelen und die Herstellung von MIP-Beschichtungen auf unelastischen Kugeln, was beides in der Biomedizin eine wichtige Rolle spielen könnte. Nanoimprint verbesserte die gegenwärtigen Erkenntnisse hinsichtlich der Optimierung der Prägung großer Moleküle, wie beispielsweise Peptide und Proteine in Polymersubstraten. Die Erweiterung der Eigenschaften bei der selektiven Erkennung und Trennung von MIP in größere biologisch wichtige Moleküle könnte weitreichende Auswirkungen in der Biotechnologie, der Biomedizin und Umweltwissenschaft haben.
