Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI
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Molekulare Nanotechnologie und Biochemie

Wir nutzen eine breite Reihe chemischer, biochemischer und nanotechnologischer Verfahren, um biofunktionale Moleküle, Oberflächen und Nanopartikel herzustellen. Diese ermöglichen eine Vielzahl von Anwendungen, von der benutzerdefinierten Integration molekularer Komponenten in Diagnose- und Analysesysteme bis hin zur Entwicklung von Lösungen für die gezielte Abgabe von Wirkstoffen an Zellen und Gewebe.

Design, Synthese und Untersuchung von DNA-basierten molekularen Werkzeugen

Wir nutzen DNA-basierte Nano-Engineering-Methoden wie 2D- und 3D-DNA-Origami, DNA-Bricks, DNA-Tiles und andere, um benutzerspezifische, biofunktionale Nanopartikel zu konzipieren und zu synthetisieren. Diese werden eingesetzt, um biologische Systeme wie Zellen und Viren zu manipulieren und um funktionelle Biomaterialien herzustellen.

Design, Synthese und Funktionalisierung von Nanocarriern

Nanoskalige Komponenten wie Peptide, Proteine, DNA oder Antikörper werden mit verschiedenen Arten von Transportsystemen wie Lipidnanopartikeln (LNPs) kombiniert, um funktionelle, zielgerichtete Nanotransporter zu erzeugen.

Biofunktionalisierte Oberflächen

Objektträger wird in Plasmareiniger gegeben

Biologische wie auch anorganische Substrate wie Gold, SiO2, Si3N4 und andere werden chemisch modifiziert und mit ausgewählten Biomolekülen und Fangkomponenten funktionalisiert, um sie in Biosensoren oder andere Analysesysteme zu integrieren. Benutzerdefinierte Anordnungen einzelner Sensorkomponenten im Nanomaßstab können durch Einzelmolekül-Druckverfahren realisiert werden.

Enzymbasierte Assays

Standard- und kundenspezifische enzymgebundene Assays wie ELISA werden zur Quantifizierung ausgewählter Analyten in Lösungen verwendet. Kundenspezifische Capture-Komponenten können synthetisiert werden, um spezifische Capture-Liganden zu integrieren, oder sie können templatisierte Multivalenz für komplexe Analyten wie virale Proteine nutzen.

Untersuchung biochemischer Prozesse und Materialien

Um die grundlegenden Eigenschaften von Biomaterialien und Nanopartikeln aufzudecken, werden verschiedene Methoden eingesetzt, darunter Rasterkraftmikroskopie (AFM), dynamische Lichtstreuung (DLS), Einzelpartikelverfolgung, Differential-Scanning-Fluorimetrie (nanoDFS), Volumenscherrheologie, Einzelpartikelrheologie und viele mehr.

Chemische und enzymatische Modifizierung von Proteinen und Antikörpern (kleine Maßstäbe bis GMP)

Mithilfe verschiedener Biokonjugationsmethoden können proteinbasierte Moleküle wie Antikörper, Enzyme, Nanokörper oder andere Formate chemisch mit anderen akzessorischen Molekülen modifiziert werden. Dazu gehören benutzerdefinierte Farbstoffmodifikationen für Anwendungen wie Durchflusszytometrie, zytotoxische Moleküle für die Herstellung von Antikörper-Wirkstoff-Konjugaten (ADCs) oder sogar komplexere Funktionen wie kinetische DNA-Gerüste.

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