Es wurde ein künstliches Analogon von Zellen des Immunsystems entwickelt. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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Ein künstliches Analogon der Zellen des Immunsystems wurde entwickelt

24.12.2018

Wissenschaftler haben ein nahezu perfektes synthetisches Analogon menschlicher T-Lymphozyten geschaffen, die eine Schlüsselrolle im Immunsystem spielen - den Körper vor Infektionen und Krebs schützen.

Die komplexe Struktur von T-Lymphozyten erlaubte es Bioingenieuren bis vor kurzem nicht, die Ähnlichkeit von T-Zellen nachzuahmen, die eine wichtige Rolle im Immunsystem spielen. Sie werden aktiviert, wenn eine Infektion in den Körper eindringt oder sich bösartige Zellen bilden. Ein charakteristisches Merkmal von Zellen ist ihre Elastizität: Sie können schrumpfen, sich auf ein Viertel ihrer normalen Größe verformen oder um ein Vielfaches wachsen, um das Immunsystem zu schützen, was die Aufgabe für Wissenschaftler erschwerte.

Forscher der University of California lösten das Problem nahezu fehlerfrei – sie konnten Form, Größe und Flexibilität von T-Zellen reproduzieren. Das Team fabrizierte T-Zellen unter Verwendung eines mikrofluidischen Systems, indem es zwei Flüssigkeiten kombinierte – Mineralöl und ein Alginat-Biopolymer. Infolgedessen kopierten Alginat-Mikropartikel die Form und Struktur natürlicher T-Zellen, und die Elastizität wurde durch eine Änderung der Konzentration von Calciumionen erzeugt. Damit sich die Zellen wie echte verhalten und alle ihnen zugeschriebenen Schutzfunktionen erfüllen, wurden sie mit Phospholipiden beschichtet, sodass ihr Aussehen der menschlichen Zellmembran nachempfunden ist.

„Wir konnten eine neue Klasse künstlicher T-Zellen schaffen, die das Immunsystem stimulieren können. Dies sollte ein weiteres Instrument zur Bekämpfung von Krebszellen und anderen Karzinogenen sein“, sagt der Forscher Mohammed Mahdi Hasani-Sadrabadi.

Mit dem gleichen Algorithmus könnten andere Wissenschaftler neue Arten künstlicher Zellen schaffen, sagen die Entwickler, die helfen könnten, bestimmte Krankheiten besser zu untersuchen oder neue Behandlungen zu entwickeln. In Zukunft soll dieser Ansatz dazu beitragen, eine Datenbank mit synthetischen Zellen zu erstellen, die menschliche Zellen nachahmen.

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

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Datenübertragung mit schnellen Neutronen 21.11.2021

Herkömmliche Funkkommunikation basiert auf elektromagnetischer Strahlung, aber Wissenschaftler der Lancaster University (UK) und des Jozsef Stefan Institute (Slowenien) konnten in ihrem neuen Projekt Daten in digitalem Format auf Basis schneller Neutronen übertragen.

Als Teil der Studie maßen die Wissenschaftler die spontane Emission schneller Neutronen, die von Californium-252, einem radioaktiven Isotop, das von Kernreaktoren produziert wird, emittiert wurden. Als nächstes modulierten sie das Neutronenfeld, d. h. den Fluss freier Neutronen, indem sie die einfachsten Informationselemente codierten: Wörter, das Alphabet und zufällig ausgewählte Zahlen. Der Neutronenfluss traf auf den Detektor und die Ausgangsdaten wurden auf einem Laptop dekodiert, mit dessen Hilfe die kodierten Informationen wiederhergestellt wurden.

Um die Leistungsfähigkeit des Systems zu überprüfen, wurde ein Doppelblindtest durchgeführt, bei dem der auf dem Zufallszahlengenerator empfangene Wert ohne vorherige Benachrichtigung der Absender verschlüsselt wurde, woraufhin das Signal gesendet und entschlüsselt wurde. Alle Datenübertragungstests waren zu 100 % erfolgreich.

Professor Malcolm Joyce von der Lancaster University kommentierte das Projekt wie folgt: "Wir demonstrieren das Potenzial schneller Neutronenstrahlung als drahtloses Kommunikationsmedium für Anwendungen, bei denen die elektromagnetische Datenübertragung entweder unmöglich oder von Natur aus begrenzt ist." Er stellte klar, dass schnelle Neutronen gegenüber elektromagnetischen Wellen im Vorteil sind, die beim Passieren verschiedener Hindernisse, einschließlich metallischer, geschwächt werden.

Diese Technologie kann in Fällen nützlich sein, in denen elektromagnetische Wellen nicht funktionieren und die Kabelverlegung nicht empfohlen wird: Reaktorsicherheitsbehälter oder Metallgewölbe und Schotte in Offshore-Strukturen. Die Neutronenkommunikation wird sich auch in Notfallsituationen als nützlich erweisen, wenn herkömmliche Kommunikation nicht funktioniert.

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