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Labormethoden: Nanoröhrchen katapultieren Zellen in die Luft

Nano-Katapult
Ein lasergesteuertes Nanosprungbrett für Zellen haben Forscher der University of Kyushu in Japan gebaut. Sie bestrahlten die Zellen mit einem Infrarotrotlaser und katapultierten sie dadurch bis zu zehn Millimeter in die Luft. Der Laserpuls löste in den Kohlenstoffnanoröhrchen eine Schockwelle aus, die vermutlich für die Katapultwirkung verantwortlich ist, wie die Forschergruppe um Takao Sada vermutet.

Nano-Katapult | Auf dem mit Kohlenstoffnanoröhrchen beschichtetem Glas werden die Zellen gezüchtet. Durch den gezielten Beschuss mit einem Infrarotlaser wird eine Zelle in die Luft katapultiert und kann auf einem zweiten Glassubstrat aufgefangen werden.
Sada und seine Kollegen beschichteten eine Glasschale mit den Kohlenstoffnanoröhren und kultivierten darin die Zellen. In einem Mikroskop fokussierten sie anschließend einen Laserstrahl auf eine Zelle, woraufhin sich diese von der Oberfläche ablöste.

Im bestrahlten Gebiet fanden die Forscher blasenförmige Strukturen auf der Glasoberfläche. Sie sind davon überzeugt, dass diese Blasen durch Schockwellen entstanden, die der Laserpuls in den Nanoröhrchen ausgelöst hatte. Die ausgesendete Schockwelle trennte wahrscheinlich die Zelle vom Substrat ab und katapultierte sie in die Luft. Mikroskopaufnahmen des Prozesses zeigen, dass die Zellen dabei Fluggeschwindigkeiten von etwa 4,5 Stundenkilometern erreichten.

Bisher war eine Untersuchung einzelner Zellen oftmals schwierig, da sie sich auch in geringen Konzentrationen meist aneinander anlagern. Mit dieser Methode könnten sie nun nacheinander gezielt aus dem Verbund herausgeschossen werden. Die Forscher fingen die katapultierten Zellen dazu mit einem weiteren Glassubstrat auf, das sie parallel über die Oberfläche der bestrahlten Probe hielten. Bei dem Flug behielten die Zellen zwar ihre Form und auch das genetische Material blieb unbeschadet. Großer Nachteil der Katapultaktion ist allerdings, dass die Zellen durch den Beschuss mit dem energiereichen Laserpuls ihre biologische Aktivität einbüßen und absterben. (jf)

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