Glossar Nanobiotechnologie

Viele Begriffe der Nanobiotechnologie stammen aus dem Englischen oder aus angrenzenden Fächern. Das Glossar fasst die wichtigsten zusammen. Querverweise führen zu den Themenseiten, auf denen ein Begriff ausführlich erklärt wird.

A bis D

Adjuvans: Zusatz in Impfstoffen, der die Immunantwort verstärkt. Viele Adjuvanzien sind partikulär, etwa Aluminiumsalze oder Emulsionen. Siehe Nano-Immunologie.

Adsorption: Anhaften von Molekülen an einer Oberfläche ohne kovalente Bindung. Einfachste Methode, Antikörper auf Goldpartikel zu bringen. Siehe Biokonjugation.

Aggregation: Zusammenlagern einzelner Partikel zu größeren Verbänden. Bei Goldpartikeln an einem Farbwechsel von rot nach violett oder blau erkennbar.

Antigen: Struktur, die von einem Antikörper erkannt wird, zum Beispiel ein Protein auf der Oberfläche eines Virus.

Antikörper: Y-förmiges Protein des Immunsystems (Immunglobulin), das ein Antigen spezifisch bindet. Wichtigstes Erkennungsmolekül in Immunassays und Schnelltests.

Aptamer: Kurzer DNA- oder RNA-Strang, der sich zu einer Form faltet, die ein Zielmolekül bindet. Alternative zu Antikörpern in Biosensoren.

Biokonjugation: Gezieltes Verbinden eines Biomoleküls mit einem anderen Molekül oder einer Oberfläche, etwa einem Nanopartikel.

Biosensor: Messgerät aus biologischem Erkennungselement und physikalischem Signalwandler. Siehe Biosensoren und Schnelltests.

Bottom-up: Herstellung von Nanostrukturen, indem Atome oder Moleküle sich zu größeren Einheiten zusammenlagern. Gegenteil: Top-down.

Brownsche Molekularbewegung: Zufällige Bewegung kleiner Teilchen in einer Flüssigkeit durch Stöße mit Lösungsmittelmolekülen. Grundlage der dynamischen Lichtstreuung.

Corona (Protein-Corona): Schicht aus Proteinen, die sich an Nanopartikeln in biologischen Flüssigkeiten anlagert und ihr Verhalten verändert.

CRISPR-Cas: Bakterielles Abwehrsystem, das als programmierbare Genschere genutzt wird und inzwischen auch für Nachweistests erforscht wird. Siehe Biotechnologie.

Dendrimer: Stark verzweigtes, baumartiges Polymermolekül mit genau definierter Größe im Nanobereich.

Dynamische Lichtstreuung (DLS): Messverfahren, das aus Schwankungen im Streulicht den hydrodynamischen Durchmesser von Partikeln in Lösung bestimmt. Siehe Charakterisierung.

E bis K

EDC/NHS: Reagenzienpaar zur kovalenten Kopplung von Carboxylgruppen mit Aminogruppen über eine Amidbindung.

ELISA: Enzymgekoppelter Immunadsorptionstest. Standardverfahren im Labor, um Antigene oder Antikörper über eine enzymatische Farbreaktion zu messen.

EPR-Effekt: Englisch für erhöhte Durchlässigkeit und Retention. Beschreibt die Anreicherung von Partikeln in Geweben mit durchlässigen Gefäßen, etwa manchen Tumoren. Beim Menschen weniger ausgeprägt als im Tiermodell.

Epitop: Kleiner Abschnitt eines Antigens, an den ein einzelner Antikörper bindet.

Fab- und Fc-Teil: Die Arme eines Antikörpers (Fab) tragen die Bindungsstellen, der Stamm (Fc) vermittelt Wechselwirkungen mit Zellen und Proteinen des Immunsystems.

Fulleren: Hohlkugelförmiges Molekül aus Kohlenstoffatomen, bekanntestes Beispiel ist C60.

Funktionalisierung: Ausstatten einer Oberfläche mit chemischen Gruppen oder Molekülen, die eine bestimmte Aufgabe erfüllen.

Hydrodynamischer Durchmesser: Größe einer Kugel, die sich in einer Flüssigkeit genauso bewegt wie der gemessene Partikel, einschließlich Hülle und Wasserschicht.

Hyperthermie (magnetische): Gezieltes Erwärmen von Gewebe durch magnetische Nanopartikel in einem Wechselfeld. Siehe Nanomedizin.

Immunassay: Nachweisverfahren, das auf der Bindung zwischen Antikörper und Antigen beruht.

Kolloid: Flüssigkeit mit fein verteilten Teilchen, die sich nicht absetzen. Kolloidales Gold ist eine Suspension von Goldnanopartikeln.

Konjugat: Produkt einer Biokonjugation, etwa ein Goldpartikel mit gebundenen Antikörpern.

L bis P

Lateral-Flow-Test: Teststreifen, auf dem die Probe durch Kapillarkräfte wandert und markierte Partikel an einer Testlinie ein sichtbares Signal erzeugen.

Lipid-Nanopartikel (LNP): Nanopartikel aus mehreren Lipidarten, die Nukleinsäuren wie mRNA aufnehmen und in Zellen bringen können.

Liposom: Bläschen aus einer oder mehreren Lipiddoppelschichten mit wässrigem Innenraum. Ältester Typ von Nanoarzneimittelträger.

Monoklonaler Antikörper: Antikörper aus einem einzigen Zellklon, der genau ein Epitop erkennt.

Nanobody: Isolierte Bindungsdomäne eines Schwerketten-Antikörpers aus Kamelartigen. Etwa ein Zehntel so groß wie ein klassischer Antikörper.

Nanoform: Begriff aus der EU-Chemikalienverordnung REACH für eine Form eines Stoffs, die die Definition für Nanomaterial erfüllt. Siehe Sicherheit und Regulierung.

Nanomaterial: Nach der EU-Empfehlung von 2022 ein Material, bei dem mindestens die Hälfte der Partikel in mindestens einer äußeren Abmessung zwischen 1 und 100 Nanometern liegt.

Nanometer (nm): Ein Milliardstel Meter. Maßeinheit der Nanotechnologie.

PEG, PEGylierung: Polyethylenglykol ist ein wasserlösliches Polymer. Als Hülle auf Partikeln verringert es unspezifische Bindungen und verlängert die Verweildauer im Blut.

Plasmonresonanz: Gemeinsame Schwingung der Leitungselektronen in Metallnanopartikeln, die bestimmte Wellenlängen stark absorbiert. Ursache der roten Farbe von Goldkolloiden.

Point-of-Care-Diagnostik: Tests, die direkt am Ort der Versorgung stattfinden, etwa in der Arztpraxis, im Rettungswagen oder zu Hause.

Polydispersitätsindex (PDI): Kennwert aus der DLS für die Breite einer Größenverteilung.

Q bis Z

Quantenpunkt: Halbleiter-Nanokristall, dessen Fluoreszenzfarbe von seiner Größe abhängt.

Rekombinant: Mithilfe gentechnisch veränderter Zellen hergestellt, etwa rekombinantes Insulin oder rekombinante Antikörper.

Streptavidin-Biotin: Bindungspaar mit sehr hoher Affinität, das als universeller Adapter in Tests und bei der Biokonjugation dient.

Superparamagnetismus: Eigenschaft sehr kleiner magnetischer Partikel, im Magnetfeld stark magnetisch zu sein, ohne Feld aber keine Restmagnetisierung zu behalten.

Theranostik: Verbindung von Diagnose und Therapie in einem System, etwa Partikel, die ein Gewebe sichtbar machen und zugleich behandeln.

Top-down: Herstellung von Nanostrukturen durch Verkleinern oder Strukturieren größerer Materialstücke, etwa durch Lithografie.

Transmissionselektronenmikroskopie (TEM): Mikroskopie mit Elektronen, die eine dünne Probe durchstrahlen. Zeigt Größe und Form einzelner Nanopartikel.

UV-Vis-Spektroskopie: Messung der Lichtabsorption im ultravioletten und sichtbaren Bereich. Routineverfahren für Goldpartikel.

Virus-ähnliches Partikel (VLP): Hülle aus Virusproteinen ohne Erbgut. Grundlage einiger Impfstoffe.

Zetapotential: Elektrisches Potential an der Scherebene eines Partikels in Lösung. Maß für die Oberflächenladung und Hinweis auf die Stabilität einer Dispersion.

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