Am Institut für Festkörperelektronik der TU Wien wurde eine neue Methode zur Herstellung von Silicium-Nanodrähten entwickelt. Die Verwendung von Galliumionen kann die Nachteile der beim „Vapour-Liquid-Solid-Verfahren“ üblicherweise zur Anwendung kommenden Goldtröpfchen beseitigen.
Ionenstrahlen erzeugen Silicium-Nanodrähte <% image name="SiliciumSmiley1" %>
<small><b>Ein Smiley am Titelblatt der Zeitschrift „Nanotechnology“</b>: Bei der an der TU Wien entwickelten Methode kann durch gezielten Beschuss mit Gallium-Ionen präzise festgelegt werden, wo die Nanostrukturen wachsen sollen und wo nicht. <i>Bild: TU Wien</i></small>
Silicium-Drähte im Nanometer-Maßstab sind vielversprechende Materialien für zukünftige Entwicklungen bei Transistoren, Solarzellen oder LEDs. Um ihre Herstellung zu beschleunigen, bedient man sich meist des sogenannten Vapour-Liquid-Solid-Verfahren. Dabei werden Silicium-Atome an Goldtröpfchen adsorbiert und gelangen durch das Gold hindurch zum Nanodraht, an den sie sich anlagern. Allerdings beeinflusst das Gold die elektronischen Eigenschaften der Nanodrähte und vermindert dadurch ihre Leistungsfähigkeit. Andere Herstellungsmethoden bringen funktionieren wiederum nur bei sehr hohen Temperaturen oder im Ultrahochvakuum.
<b>Gallium statt Gold</b>
An der TU Wien hat man nun ein Verfahren entwickelt, das ohne Gold oder extreme äußere Bedingungen auskommt: Mit Hilfe eines fokussierten Ionenstrahls werden Gallium-Ionen in einen Silicium-Kristall knapp unter der Oberfläche implantiert. Danach wird das Silizium auf 500°C erhitzt, wodurch die Gallium-Ionen an die Oberfläche des Silicium-Kristalls wandern. Nun spielen die Gallium-Ionen eine ganz ähnliche Rolle wie die Goldtröpfchen im klassischen "Vapour-Liquid-Solid-Verfahren". In einer Atmosphäre, die das siliciumhaltige Gas Silan enthält, lagert sich mit Hilfe der Gallium-Ionen das Silizium am Kristall an. Dabei können sehr hohe Wachstumsraten von mehreren Mikrometern pro Minute erreicht werden. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift „Nanotechnology“ veröffentlicht.
Am Institut für Festkörperelektronik der TU Wien wurde eine neue Methode zur Herstellung von Silicium-Nanodrähten entwickelt. Die Verwendung von Galliumionen kann die Nachteile der beim „Vapour-Liquid-Solid-Verfahren“ üblicherweise zur Anwendung kommenden Goldtröpfchen beseitigen.
Ionenstrahlen erzeugen Silicium-Nanodrähte <% image name="SiliciumSmiley1" %>
<small><b>Ein Smiley am Titelblatt der Zeitschrift „Nanotechnology“</b>: Bei der an der TU Wien entwickelten Methode kann durch gezielten Beschuss mit Gallium-Ionen präzise festgelegt werden, wo die Nanostrukturen wachsen sollen und wo nicht. <i>Bild: TU Wien</i></small>
Silicium-Drähte im Nanometer-Maßstab sind vielversprechende Materialien für zukünftige Entwicklungen bei Transistoren, Solarzellen oder LEDs. Um ihre Herstellung zu beschleunigen, bedient man sich meist des sogenannten Vapour-Liquid-Solid-Verfahren. Dabei werden Silicium-Atome an Goldtröpfchen adsorbiert und gelangen durch das Gold hindurch zum Nanodraht, an den sie sich anlagern. Allerdings beeinflusst das Gold die elektronischen Eigenschaften der Nanodrähte und vermindert dadurch ihre Leistungsfähigkeit. Andere Herstellungsmethoden bringen funktionieren wiederum nur bei sehr hohen Temperaturen oder im Ultrahochvakuum.
<b>Gallium statt Gold</b>
An der TU Wien hat man nun ein Verfahren entwickelt, das ohne Gold oder extreme äußere Bedingungen auskommt: Mit Hilfe eines fokussierten Ionenstrahls werden Gallium-Ionen in einen Silicium-Kristall knapp unter der Oberfläche implantiert. Danach wird das Silizium auf 500°C erhitzt, wodurch die Gallium-Ionen an die Oberfläche des Silicium-Kristalls wandern. Nun spielen die Gallium-Ionen eine ganz ähnliche Rolle wie die Goldtröpfchen im klassischen "Vapour-Liquid-Solid-Verfahren". In einer Atmosphäre, die das siliciumhaltige Gas Silan enthält, lagert sich mit Hilfe der Gallium-Ionen das Silizium am Kristall an. Dabei können sehr hohe Wachstumsraten von mehreren Mikrometern pro Minute erreicht werden. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift „Nanotechnology“ veröffentlicht.
Wissenschaftler des <a href=http://www.vib.be>VIB</a>, eines belgischen Life-Sciences-Forschungsinstituts mit rund 1.200 Forschern, haben in der Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“ eine Methode vorgestellt, mit der kleine Variationen in der DNA verschiedener Individuen mit geringer Fehlerrate bestimmt werden können.
Automatisierter Vergleich zweier menschlicher Genome<% image name="514px-Chemische_Struktur_der_DNA_svg" %>
<small><b>Bei einander ähnlichen Genomen</b> unterscheiden sich manchmal nur einige tausend von 3 Milliarden Basenpaaren voneinander. <i>Bild: Madelaine Price Ball/GNU-Lizenz Version 1.2</i></small>
Joke Reumers und Peter De Rijk, die in VIB-Forschungsgruppen in Leuven bzw. Antwerpen arbeiten, haben eine Strategie und eine daraus abgeleitete Software entwickelt, mit der genetische Unterschiede zwischen Genomen schnell gefunden und diese von Fehlern, die während des Sequenzierens passiert sind, unterschieden werden können.
Die Methode wurde zunächst darauf angewandt, die minimalen Unterschiede zwischen den vollständigen Genomen eineiiger Zwillinge zu charakterisieren. In weiterer Folge gingen die Wissenschaftler daran, die Genome von Tumor-Gewebe und gesundem Gewebe einer Patientin mit Eierstockkrebs zu vergleichen, um die Mutationen zu detektieren, die man mit der Entstehung des Tumors in Verbindung bringen kann.
<b>Kleine Unterschied von kleinen Fehlern unterscheiden</b>
Obwohl die Technologien, mit denen man menschliche Genome sequenziert, schon weit fortgeschritten seien, bleibe es doch eine große Herausforderung, die spezifischen Unterschiede zwischen zwei menschlichen Genomen zu finden, so die Wissenschaftler. Von den ca. drei Milliarden Basenpaaren, aus denen ein Genom besteht, unterscheiden sich etwa drei 3 Millionen vom sogenannten Referenzgenom, das bei der erstmaligen vollständigen Sequenzierung eines menschlichen Genoms erarbeitet wurde. Zwischen zwei ähnlichen Genomen, die etwa bei Verwandten oder beim Vergleich von gutartigen und bösartigen Zellen eines Krebspatienten zu finden sind, ist diese Zahl um einen Faktor 10 bis 1000 kleiner und kommt damit in die Größenordnung der Fehler, die beim Sequenzieren auftreten. Methoden der Unterscheidung solcher Fehler von den tatsächlichen Unterschieden der Genome seien daher von großer Bedeutung, so die Forscher.
Apeirons Arzneimittelkandidat gegen akutes Lungenversagen geht in Phase II
Im Jänner 2010 lizenzierte das Wiener Biopharma-Unternehmen <a href=http://www.apeiron-biologics.com>Apeiron</a> das Projekt APN01 – eine hochglykolysierte rekombinante Form des humanen „Angiotensin Conevrting Enzyme II“ – an den Pharma-Konzern <a href=http://www.gsk.com>Glaxo Smith Kline</a> (GSK) aus. Dieser beginnt nun mit einer Phase-II-Studie bei Patienten mit akutem Lungenversagen.
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<small><b>Aus der Forschung von Josef Penninger</b>, des wissenschaftlichen Direktors des Instituts für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (IMBA), stammt die Idee für den Therapieansatz gegen akutes Lungenversagen. <i>Bild: Institut für Molekulare Biotechnologfie GmbH</i></small>
APN01 ist eine Frucht der Forschungsarbeit von Apeiron-Mitgründer Josef Penninger und zielt darauf ab, Ungleichgewichte des Renin-Angiotensin-Systems (eines Regelkreises im Organismus, der verschiedene Hormone und Enzyme miteinander verschaltet) auszugleichen, die mit einer Erhöhung des Angiotensin-Spiegels (eines Effektor-Peptids des Regelkreises) verbunden sind. Derartige Ungleichgewichte spielen eine bedeutende Rolle bei respiratorischen, kardiovaskulären, Nieren- und Lebererkrankungen sowie bei Krebs.
<b>Schwerwiegende Erkrankung im Fokus</b>
Das rekombinante Enzym wurde bis zum Ende der klinischen Phase I entwickelt und im Jänner 2010 an GSK auslizenziert. Die Vereinbarung sieht, je nach Erfolg, ein Zahlungen im Gesamtumfang von 230 Millionen Euro vor. GSK hat dabei den klinischen Fokus auf das „akute progressive Lungenversagen“ gelegt, eine schwerwiegenden Form des akuten Lungenversagens, bei der die Lunge massiv auf verschiedene pulmonale oder systemische Auslöser reagiert und die eine Mortalitätsrate von 20 bis 40 Prozent aufweist. Die nun von GSK initiierte Phase-IIa-Studie wird in Intensivstationen einer Reihe von klinischen Zentren in den USA und Kanada durchgeführt werden.
Apeirons Arzneimittelkandidat gegen akutes Lungenversagen geht in Phase II
