Kolloidale Partikel sind als Vehikel biochemischer Wirkstoffe für die Forschung immer wichtiger geworden. Künftig lässt sich ihr Bewegungsverhalten viel effizienter als bisher studieren, wenn man sie auf einem magnetisierten Chip platziert. Über diese neuen Erkenntnisse berichtet ein Forschungsteam der Universität Bayreuth in der Zeitschrift „Nature Communications“. Die Wissenschaftler haben herausgefunden, dass kolloidale Stäbchen ähnlich wie Schachfiguren schnell und präzise in verschiedene Richtungen auf dem Chip bewegt werden können. Ein vorprogrammiertes Magnetfeld ermöglicht dabei die Gleichzeitigkeit dieser gesteuerten Bewegungen.

Das Forschungsteam unter der Leit...
Mit dem europäischen Röntgenlaser European XFEL hat ein Forschungsteam untersucht, wie sich Wasser unter Extrembedingungen aufheizt. Dabei konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Wasser beobachten, das selbst bei mehr als 170 Grad Celsius noch flüssig blieb. Die Untersuchung zeigt ein anomales dynamisches Verhalten von Wasser unter diesen Bedingungen. Die Ergebnisse der Studie, die in den „Proceedings“ (PNAS) der US-Akademie der Wissenschaften veröffentlicht sind, haben grundlegende Bedeutung für die Planung und Analyse von Untersuchungen empfindlicher Proben per Röntgenlaser.

European XFEL, eine internationale Forschungseinrichtung, die sich vom DESY-Gelände i...
Um die Struktur von Molekülen wie zum Beispiel Proteinen zu untersuchen, nutzen die Chemie und die Strukturbiologie Methoden der sogenannten NMR-Spektroskopie (NMR= nuclear magnetic resonance, Kernspinresonanz). Die Atomkerne von Molekülen wie Wasserstoff werden hierbei mit Hochfrequenz-Impulsen in Spektrometern mit starken Magnetfeldern angeregt. Über die erzeugten Spektren lassen sich Unterschiede in den Umgebungen der Kerne feststellen und so Rückschlüsse auf die Molekülstruktur ziehen.

Sogenannte diamagnetische Moleküle lassen sich mit diesen Methoden bereits sehr gut analysieren. Da alle ihre Elektronen paarweise vorkommen, erzeugen sie normalerweise klare Signale und eind...
Die industrielle Umwandlung von Stickstoff in Ammonium liefert Dünger für die Landwirtschaft. Würzburger Chemiker haben diese Umwandlung nun bei Raumtemperatur, niedrigem Druck und mit leichten Elementen erreicht.

Die Menschheit ist auf das Ammonium in synthetischem Dünger angewiesen, um ihre Ernährung zu sichern. Doch die Herstellung von Ammonium aus Stickstoff ist äußerst energieintensiv und erfordert den Einsatz von Übergangsmetallen.

Einer Forschungsgruppe der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg ist es nun gelungen, Stickstoff bei Raumtemperatur, niedrigem Druck und ohne Übergangsmetalle in Ammonium umzuwandeln. Das berichtet ein Team unter Leitung des ...
WissenschaftlerInnen am IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften – bringen im Zuge der aktuellen COVID19 Situation neue Erkenntnisse über die Biologie und die Struktur von Antikörpern, die eine wesentliche Rolle in der körpereigenen Abwehr spielen. Das Gen JAGN1 hat dabei eine Schlüsselfunktion.

Antikörper spielen in der Medizin eine fundamentale Rolle, wie derzeit bei COVID19 und der Suche nach einem Impfstoff deutlich wird. Diese winzigen Proteine werden auch Immunoglobuline genannt und sind vielseitig gegen Krankheitserreger einsetzbar. Einerseits erkennen und markieren sie körperfremde Substanzen, damit sie auch lan...
Aktuelle Daten aus den Energie-, Industrie- und Mobilitätssektoren prognostizieren für das Jahr 2020 – mit Blick auf die Einschränkungen des öffentlichen Lebens in der Coronakrise – eine Reduktion der weltweiten Kohlendioxid-Emissionen um bis zu acht Prozent. Laut des Weltklimarats IPCC wären Jahr für Jahr kumulative Einsparungen in etwa dieser Größenordnung erforderlich, um die Ziele des Pariser Abkommens bis 2030 zu erreichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben bei aktuellen Messungen festgestellt, dass sich die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre durch die geschätzten Emissionsreduzierungen bisher...
Der Stoffwechsel von Mikroben, die sich von Methan ernähren, hat eine Nebenwirkung: Er kann auch Ammoniak umsetzen. Dabei produzieren die Mikroben Stickstoffmonoxid (NO), das eine zentrale Rolle im globalen Stickstoffkreislauf spielt. Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie, Bremen, und der Radboud Universität, Nijmegen (NL), haben nun das Enzym entdeckt, das NO produziert. Damit schließen sie eine wichtige Lücke in unserem Verständnis, wie methanfressende Mikroben mit steigenden Ammoniakkonzentrationen in der Umwelt – zum Beispiel aus Düngemitteln – umgehen.

Einige Mikroorganismen, die so genannten Methanotrophen, leben davon, dass sie Methan (CH4) zu ...
Phosphor ist für die Landwirtschaft unentbehrlich. Doch weltweit geht dieser wichtige Pflanzennährstoff zunehmend aus den Böden verloren. Hauptursache ist die Bodenerosion, wie ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Basel berichtet. Die Studie im Fachblatt «Nature Communications» zeigt, welche Kontinente und Regionen besonders stark betroffen sind.

Die weltweite Nahrungsmittelproduktion hängt unmittelbar von Phosphor ab. Dieser Pflanzennährstoff ist jedoch nicht unbegrenzt vorhanden, sondern stammt aus endlichen geologischen Vorräten. Wie bald diese Vorräte erschöpft sein könnten, ist Gegenstand von wissenschaftlichen Debatten. Ebenso brisant ist ...
Die Pyroelektrizität ist ein Phänomen der Physik, bei dem Wärme über bestimmte Kristalle in Strom umgewandelt oder die entstehende Spannung für chemische Reaktionen genutzt werden kann. Während die erste Anwendung heute schon in Geräten wie Bewegungsmeldern angewendet wird, ist die zweite zwar bekannt, aber bisher noch nicht ausreichend theoretisch beschrieben worden. Ein Physikerteam der TU Bergakademie Freiberg hat nun einen Weg gefunden, die Prozesse an pyroelektrischen Oberflächen in einem Modell zu beschreiben und vorherzusagen. Ihre Ergebnisse haben die Forscher nun im Journal „Physical Chemistry Chemical Physics“ veröffentlicht.

Dr. Mateo de Vivanco nimmt einen Fö...
Alle vielzelligen Lebewesen sind von einer unvorstellbar großen Anzahl von Mikroorganismen besiedelt und haben sich in ihrer Entstehungsgeschichte von Beginn an gemeinsam mit diesen mikrobiellen Symbionten entwickelt. Das natürliche Mikrobiom, also die Gesamtheit der Bakterien, Viren und Pilze, die in und auf einem Körper leben, ist von zentraler Bedeutung für den Gesamtorganismus: Es unterstützt beispielsweise bei der Nährstoffaufnahme, wehrt Krankheitserreger ab und kann zugleich an der Entstehung schwerwiegender Krankheiten beteiligt sein. Um die hochkomplexen Interaktionen von Wirtslebewesen und Mikroorganismen zu entwirren und bestimmte Wirkmechanismen aus ihnen herauslesen zu kö...
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