Pressemitteilung der Universität Regensburg vom 08.07.2011

Universität Regensburg verkauft mehrere Patente

Über die Bayerische Patentallianz GmbH, die zentrale Patent- und Vermarktungsagentur von 28 bayerischen Universitäten und Hochschulen für angewandte Wissenschaften, verkauft die Universität Regensburg mehrere Patente an die cynora GmbH, ein Unternehmen im Bereich der Forschung und Entwicklung von organischen Funktionsmaterialien. Durch das neue Singulett-Harvesting-Verfahren und den Einsatz neuentwickelter Emittermaterialien können künftig OLEDs (Organische Leuchtdioden) verbessert und zudem kostengünstig großflächige Displays hergestellt werden.

In der Zukunft werden sich OLEDs auf dem Markt für Bildschirm- und Beleuchtungstechnik zunehmend neben herkömmlichen LEDs durchsetzen: OLEDs erzeugen ein brillanteres Bild, sind einfacher herzustellen, energiesparender und können ultraflach produziert werden. Bis es jedoch soweit ist, müssen noch einige Entwicklungen vorangetrieben werden. So stellt momentan auch eine zu lang anhaltende Lichtabstrahlung (Emissionslebensdauer) der leuchtenden Moleküle (Emittermoleküle), was unter anderem zu unerwünschten Sättigungseffekten und damit Energieverlusten führt, ein Problem bei der Realisierung preiswerter OLED-Beleuchtungssysteme dar. Die nun von der cynora GmbH erworbenen Patente umfassen ein neues Verfahren zur Erzeugung von Lichtemissionen und die Verwendung neuartiger organischer Metallkomplexe. Mit diesen lässt sich die Emissionslebensdauer der Emittermoleküle verringern und der Wirkungsgrad der OLEDs verbessern.

Das neue Verfahren mit dem Namen Singulett-Harvesting wurde von Prof. Dr. Hartmut Yersin vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Regensburg entwickelt. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, die Vorteile von sogenannten Triplett- und Singulett-Zuständen – das sind die wichtigen leuchtenden Zustände – gewinnbringend zu kombinieren. So kann eine hohe Lichtausbeute mit geringeren Sättigungs- bzw. Energieverlusten erreicht werden.

Ermöglicht wird dieses Verfahren durch die Verwendung neuartiger metallorganischer Verbindungen, die im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Iridium oder Platin wesentlich preisgünstiger sind und sich zudem einfacher verarbeiten lassen. „Die neuen metallorganischen Verbindungen der Universität Regensburg bilden so die Basis für neue OLED-Technologien. Somit können in Zukunft ultraflache und flexible Displays mit herausragender Farbqualität und hohem Kontrast hergestellt werden. Und das großflächig und kostengünstig“, so Dr. Thomas Baumann, Geschäftsführer der cynora GmbH. (Alexander Schlaak)

Externer Link: www.uni-regensburg.de

Pressemitteilung der Universität des Saarlandes vom 05.07.2011

Forscher der Universität des Saarlandes und des Imperial College in London könnten einen wichtigen Baustein für den technologischen Fortschritt entdeckt haben. Chemiker um David Scheschkewitz, Professor für Allgemeine und Anorganische Chemie, haben ein Silizium-Molekül entwickelt, das extrem stabil ist und aufgrund seiner elektronischen Eigenschaften zukünftig zum Beispiel in der Halbleiterindustrie eine wichtige Rolle spielen könnte. Die Wissenschaftler veröffentlichten die Entdeckung des sogenannten Si-verbrückten Persilapropellans in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“. Das Magazin hat die Arbeit wegen ihrer Bedeutung als so genanntes „Hot Paper“ eingestuft, also als eine der wichtigsten Arbeiten des Heftes.

Das natürliche Vorbild für das Silizium-Molekül ist Benzol, eine Verbindung aus sechs Kohlenstoff- und sechs Wasserstoffatomen. Benzol ist die energetisch stabilste Verbindung aus diesen Atomen und von überragender Bedeutung für viele Bauelemente in allen Bereichen der Chemie. Im Gegensatz zum Benzol, das flach und ringförmig angelegt ist, besitzt das verbrückte Persilapropellan aber eine dreidimensionale, käfigartige Struktur. Chemiker weltweit haben bisher immer versucht, die flache Benzolstruktur aus Wasserstoff und Sauerstoff zu imitieren, indem sie Silizium an die Stelle des Kohlenstoffs setzen. „Solche Moleküle sind aber im Fall des Siliziums instabil, wodurch mögliche Anwendungen erschwert werden“, erklärt David Scheschkewitz.

„Unser Si-verbrücktes Persilapropellan hingegen könnte als Baustein für zukünftige Anwendungen in der Materialchemie interessant sein“, so Scheschkewitz weiter. Potenziell interessant seien solche Polymere beispielsweise für die OLED-Technologie, also organische Leuchtdioden, die im Gegensatz zu bisher gebräuchlichen LEDs deutlich dünner gebaut werden und zum Beispiel für papierdünne Monitore („elektronisches Papier“) verwendet werden können.

Auch für den Einsatz in der Solarzellentechnologie und in der Computerindustrie könnte das Molekül nutzbar sein. „Gängige Halbleitertechnik basiert im Wesentlichen auf Silizium“, erklärt David Scheschkewitz, der vor Kurzem vom Imperial College in London an die Uni des Saarlandes kam. „Es wird immer Mikroelektronik auf Siliziumbasis geben, selbst wenn es beispielsweise irgendwann marktfähige Quantencomputer geben sollte“, sagt Scheschkewitz. Und zwischen solchen Geräten muss die Kommunikation stimmen. Das verbrückte Persilapropellan könnte dank seines ungesättigten Charakters, also freier Bindungen, die es eingehen kann, und extremen energetischen Stabilität auf molekularer Ebene als Schnittstelle zwischen solchen Geräten dienen.

Die Entdeckung ist ein zufälliges Resultat aus einem vorangegangenen Projekt von David Scheschkewitz. Kai Abersfelder, Doktorand am Lehrstuhl von Professor Scheschkewitz, testete eine chemische Reaktion mit einer völlig anderen Zielstellung. „Von besagtem Experiment habe ich ihm eigentlich abgeraten“, erinnert sich David Scheschkewitz amüsiert. „Aber das ist wieder einmal ein schöner Beweis dafür, wie oft in der Forschung der Zufall eine Rolle spielt.“

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Pressemitteilung der TU München vom 16.06.2011

Neue Waffe im Kampf gegen Krebs:

Im Kampf gegen Krebs könnte der Medizin schon bald ein neuer Verbündeter zur Seite stehen: Terbium-161. Seine wichtigste Waffe: Konversions- und Auger-Elektronen. Aufbauend auf dem Radionuklid Terbium-161 haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) eine neue Therapie entwickelt, mit der vielleicht schon bald kleinere Tumore und Metastasen gezielter behandeln werden können. Das Nuklid wurde an der Forschungs-Neutronenquelle der TUM hergestellt und seine Wirksamkeit in Kooperation mit dem Paul Scherrer Institut (Villigen/Schweiz) erfolgreich an Krebszellen getestet.

Nicht immer ist die Diagnose Krebs ein Todesurteil. Inzwischen gibt es eine ganze Reihe von Möglichkeiten Krebs zu behandeln. Neben Bestrahlung und Chemotherapie ist auch die Radionuklid-Therapie ein wichtiger Baustein im Kampf gegen die mutierten Zellen geworden. Dabei werden radioaktive Elemente, sogenannte Nuklide, in den Blutkreislauf der Patienten injiziert. Gebunden an spezielle Moleküle, die sich bevorzugt an Krebszellen anlagern, werden sie vom Herzen durch den Körper gepumpt, bis sie sich schließlich an die Zellwand einer Krebszelle anheften. Dort zerfallen sie und geben dabei Strahlung an ihre Umgebung ab. Diese attackiert die Krebszellen aus nächster Nähe und zerstört sie im besten Fall.

Ein bereits in der Klinik eingesetztes Nuklid ist das Lutetium-177. Bei seinem Zerfall entstehen schnelle Elektronen, sogenannte Beta-Teilchen. Ihre Reichweite beträgt in menschlichem Gewebe bis zu 100 Mikrometer, das Fünffache des Durchmessers einer Tumorzelle. Sie können daher auch gesundes Gewebe schädigen. Dr. Silvia Lehenberger, Radiochemikerin an der TU München, gelang es nun, das Nuklid Terbium-161 in therapeutisch relevanten Mengen und mit hoher Reinheit herzustellen. Dieses emittiert nicht nur die Beta-Teilchen sondern auch zusätzlich Konversions- und Auger-Elektronen, deren Reichweite nur zwischen 0,5 und 30 Mikrometern beträgt. Sie liegen damit genau im Bereich der Größe einer Tumorzelle und sind daher zur Bekämpfung kleinerer Tumore und von Metastasen bestens geeignet. „Hinzu kommt, dass das Nuklid einen höheren Energiegehalt besitzt als vergleichbare Teilchen“, erklärt Silvia Lehenberger.“Dem Patienten muss deshalb weniger davon verabreicht werden, was wiederum eine Reduzierung der Strahlenbelastung bedeutet.“

Wie Lutetium oder das von Hochleistungsmagneten her bekannte Neodym ist Terbium ein Metall der sogenannten Seltenen Erden. Die Elemente der Seltenen Erden sind sich chemisch extrem ähnlich. Außerdem sind im Rohprodukt noch Verunreinigungen enthalten, die für eine klinische Anwendung unerwünscht sind. Eine wesentliche Aufgabe war es daher, geeignete Trennverfahren zu entwickeln, um das Terbium-161 möglichst rein isolieren zu können. Wesentlichen Anteil an der Entwicklung dieses Trennverfahrens hatte Mitautor und TUM-Kollege Christoph Barkhausen. Die Ähnlichkeit der Elemente der Seltenen Erden hat aber auch einen Vorteil: Die für Lutetium-177 ausgearbeitete medizinische Applikation kann auch für Terbium-161 genutzt werden.

In Kooperation mit Forschern am Paul Scherrer Institut in Villigen (Schweiz) konnte Silvia Lehenberger bereits die Wirksamkeit des Nuklids an Krebszellen im Labor nachweisen. Doch dies ist nur der erste Schritt auf dem Weg zum fertigen Medikament. Bevor es in Kliniken Menschen verabreicht werden darf, muss noch eine Vielzahl an Tests absolviert werden.

Die Forscher stellten das Nuklid Terbium-161 durch Neutronenbestrahlung an der Garchinger Forschungs-Neutronenquelle FRM II aus Gadolinium-160 her. Für therapeutische Zwecke ist Terbium-161 aufgrund seiner Halbwertszeit von nur 6,9 Tagen sehr gut geeignet. Einerseits ist es nach der Produktion ohne größeren Aktivitätsverlust in die anwendende Klink zu transportieren, anderseits ist die Strahlung bereits nach 50 Tagen auf ein Prozent des ursprünglichen Wertes abgeklungen.

Die Arbeit entstand im Rahmen einer Kooperation zwischen der Radiochemie München (RCM) der TUM sowie dem Zentrum für Radiopharmazie und dem Labor für Radio- und Umweltchemie am Paul Scherrer Institut (Villigen, Schweiz). Terbium-161 wurde hauptsächlich an der Neutronenquelle der TU München in Garching sowie am Institut Laue-Langevin in Grenoble und in der Neutronenquelle des Helmholtz-Zentrums Berlin hergestellt. Lutetium-177 für Vergleichsversuche stellte die Isotope Technologies Garching GmbH (ITG) zur Verfügung, die dieses Nuklid seit mehreren Jahren an Kliniken zu Therapiezwecken liefert.

Originalpublikation:
Silvia Lehenberger, Christoph Barkhausen, Susan Cohrs, Eliane Fischer, Jürgen Grünberg, Alexander Hohn, Ulli Köster, Roger Schibli, Andreas Türler, Konstantin Zhernosekov,
The low-energy β− and electron emitter 161Tb as an alternative to 177Lu for targeted radionuclide therapy,
Journal of Nuclear Medicine and Biology, DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2011.02.007

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Pressemitteilung der Universität des Saarlandes vom 03.06.2011

Coenzym Q10 ist eine wichtige Komponente der Energiegewinnung im menschlichen Körper. Da es außerdem sehr starke anti-oxidative Eigenschaften besitzt, wird es in vielen Cremes und als Nahrungsergänzungsmittel vermarktet. Wissenschaftler vom Institut für Biophysik der Universität des Saarlandes haben in Zusammenarbeit mit mazedonischen Forschern eine neue Coenzym Q-Form entdeckt, die noch stärkere anti-oxidative Eigenschaften besitzt und auch eine wichtige Rolle für den Calcium-Stoffwechsel spielt. Die Ergebnisse wurden kürzlich im renommierten Journal of the American Chemical Society (24. Mai 2011) publiziert und sind von der Universität auch patentiert worden.

Coenzym Q10 spielt eine wichtige Rolle bei der Energiegewinnung in Zellen: Es ist mitverantwortlich für den Transport von Elektronen in der Mitochondrienmembran, ein Prozess, der letztendlich zur Produktion von Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) führt. Des Weiteren besitzt Coenzym Q10 anti-oxidative Eigenschaften: Es vernichtet freie Radikale, die im Körper zellschädigend wirken und Alterungsprozesse beschleunigen.

Dr. Ivan Bogeski, Dr. Reinhard Kappl und Prof. Markus Hoth vom Institut für Biophysik der Universität des Saarlandes haben in Zusammenarbeit mit mazedonischen Wissenschaftlern um Prof. Rubin Gulaboski, der 2008 und 2009 als Humboldtstipendiat an der Saar-Uni geforscht hat, nun eine neue natürliche Form des Coenzyms Q10 entdeckt. Sie resultiert aus einer chemischen oder enzymatischen Umwandlung des ursprünglichen Moleküls. Die Forscher fanden heraus, dass die neue Coenzym Q10-Variante ein sehr starkes und besser wasserlösliches Antioxidanz ist als das herkömmliche Coenzym Q10. Inwieweit diese anti-oxidative Eigenschaft für die Zelle relevant ist, muss in zukünftigen Experimenten geklärt werden. Darüber hinaus kann die neu entdeckte Verbindung Calcium binden und sogar über Membranen transportieren. Diese Eigenschaft könnte durch die Regulierung der Calcium-Konzentration in den Mitochondrien, die als „Kraftwerke der Zelle“ unter anderem die ATP-Produktion beeinflussen, von großer physiologischer Bedeutung sein.

Externer Link: www.uni-saarland.de

Presseinformation der Universität Innsbruck vom 03.05.2011

Textilwissenschaftler der Uni Innsbruck haben eine umweltfreundlichere Methode entwickelt, um Jeansstoffe zu behandeln. Das Verfahren ist bereits marktreif und schont nicht nur die Umwelt, sondern schützt auch die Gesundheit von Textilarbeiterinnen und -arbeitern.

Jeans sind die am weitesten verbreitete Hosenart – jährlich werden mehrere Milliarden Kleidungsstücke aus dem Jeansstoff Denim produziert. Was nur wenige wissen: Die Herstellung ist für die Arbeiterinnen und Arbeiter zum Teil stark gesundheitsgefährdend. Innsbrucker Forscher haben nun eine Methode entwickelt, die sowohl die Umwelt als auch die Gesundheit der Textilarbeiter schont. „Weltweit werden jedes Jahr geschätzte drei Milliarden Laufmeter Stoff und mehr als vier Milliarden Kleidungsstücke aus Denim produziert“, erklärt Thomas Bechtold die Bedeutung dieser Entdeckung. Er ist Leiter des Forschungsinstituts für Textilchemie und Textilphysik, an dem die Forschung dazu stattfand. Um Bluejeans herzustellen, wird der Denim-Stoff mit dem organischen Farbstoff Indigo behandelt.

Umstrittene Sandstrahlen

„Ein wichtiger Schritt bei der Bearbeitung von mit Indigo gefärbten Textilien wie Jeans ist der Wasch- und Bleichvorgang, der letztlich das ausgewaschene Aussehen von Jeans verursacht“, sagt Thomas Bechtold. „Dazu benutzen Hersteller heute meist große Waschmaschinen und Chemikalien.“ Chemische Oxidationsmittel wie Natriumhypochlorit sind beim Bleichprozess am weitesten verbreitet. Ebenfalls verbreitet und sehr umstritten ist der Einsatz von Sandstrahlern, um bei neuen Stoffen den Effekt von älteren, bereits getragenen Jeans zu erzielen: Durch den dabei entstehenden feinen Staub erkranken viele Arbeiter an der Lunge, weshalb diese Methode in zahlreichen Ländern bereits verboten ist. In Entwicklungs- und Schwellenländern wie Bangladesch, Ägypten, China, Brasilien, Mexiko und der Türkei werden Sandstrahler aber nach wie vor bei der Jeansproduktion eingesetzt.

Die Indigo-Färbung bei Denim-Stoffen setzt nur an den äußeren Schichten des Stoffs an – und genau das machen sich die Innsbrucker Textilwissenschaftler zunutze: Sie haben eine Oberflächenbehandlung in Form einer auf den Stoff aufzutragenden Paste entwickelt, für die weit weniger Chemikalien für den gleichen Effekt benötigt werden. „Unsere Methode senkt nicht nur den Bedarf an Chemikalien, sondern kann auch die für die Arbeiter extrem ungesunde Bearbeitung durch Sandstrahlen ersetzen“, sagt Thomas Bechtold. „Die Paste ist so auch wesentlich umweltfreundlicher, weil weniger Chemikalien benötigt werden.“

Patent der Universität

Die Forschung wurde im wesentlichen im am Institut für Textilchemie und Textilphsyik angesiedelten Christian-Doppler-Laboratorium für Chemie Cellulosischer Fasern und Textilien durchgeführt. Das entwickelte Verfahren verbindet Kenntnisse aus zwei Fachbereichen der Enzymtechnik (Cellulasen) und der Denimproduktion. Die von der Uni Innsbruck 2007 zum Patent angemeldete und inzwischen patentierte Entwicklung ist marktreif und die Umsetzung in die Praxis ist geplant – mit einem Unternehmen der Denim-Wäscherei wurde bereits eine erste Kooperationsvereinbarung abgeschlossen.

Externer Link: www.uibk.ac.at