Das Projekt "Teilprojekt M" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule München, Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik - FK 06 durchgeführt. Ziel ist es, den Allianzpartnern mit der Rasterkraftmikroskopie Strukturdaten der im Projekt untersuchten Proteine und Proteinmodifikate zur Verfügung zu stellen. Auf der Basis der bei den Projektpartnern durchgeführten Funktions- und Anwendungstests werden dann gezielt Struktur-Funktionsbeziehungen abgeleitet, die in die weiteren Optimierungsarbeiten einbezogen werden. Mit Hilfe der Kraftspektroskopie werden die Adhäsionskräfte der Proteine untereinander und an diverse technisch relevante Oberflächen in Abhängigkeit von den Lösungsmittelparametern quantitativ bestimmt, um funktionelle Eigenschaften der Proteine beispielsweise für den Einsatz in Lacken und Klebstoffen auf der molekularen Ebene zu ermitteln. Insbesondere soll untersucht werden, inwieweit sich mit Hilfe von Änderungen des pH Werts, der Ionenkonzentration oder der Polarität des Lösungsmittels oder mittels Modifikationen am Protein das Adhäsionsverhalten gezielt beeinflussen und für eine gewünschte technische Anwendung optimieren lässt. Teilschritte: Voruntersuchungen an vorhandenen Proteinmodifikaten; Immobilisierung hochreiner Modifikate; Strukturaufklärung an hochreinen Proteinmodifikaten; Ankopplung ausgewählter Proteinmodifikate an die Kraftmikroskopspitze; Bestimmung der Adhäsionskräfte ausgewählter Modifikate; Ableiten von Struktur-Funktionsbeziehungen; Korrelation der Adhäsion mit Struktur- und Funktionsdaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Charakterisierung und Quantifizierung der Wechselwirkungen zwischen einzelnen Nanopartikeln und Zellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Lehrstuhl für Experimentelle Biophysik und Angewandte Nanowissenschaften durchgeführt. Ziel ist die quantitative Charakterisierung von Nanopartikel(N)-Zell-, sowie NP-NP-Wechselwirkungen mittels der nanobiophysikalischen Technik Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Kraftspektroskopie. Dabei stehen das Wechselwirkungsverhalten und die Wirkungen einzelnen Nanopartikel im Vordergrund. Aus den Daten sollen grundlegende Erkenntnisse zum Mechanismus und der Art der Wechselwirkung gewonnen werden. Immobilisierung der NP und Zellen an Kraftsensoren, Oberflächen und Beads. AFM-Abbildungen von NP und NP-beladenen Zellen. Kraftspektroskopie zur NP-Zell WW und NP-NP-WW an einem ausgewählten Modellsystem, proof of principle. Anwendung der entwickelten AFM- und Kraftspektroskopiemethoden an den von den beteiligten Partnern ausgewählten Testsystemen, systematische Messserien unter definierten Umgebungsbedingungen. Ausweitung der vorhandenen Kompetenz der Uni Bielefeld im Gebiet der Nanobiophysik auf das Themenfeld der NP. Die Forschungsergebnisse sollen in internationalen Zeitschriften publiziert und auf Konferenzen vorgestellt werden. Einbeziehung des Projekts in den Lehrbetrieb der Universität; Vergabe von Diplom-, BA- und Masterarbeiten im Rahmen des Projekts.