Mikrorheologie von Zellen und Zellmodellen: Einfluß von Inhomogenitäten und Nicht-Ergodizität

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Eine der herausragenden Eigenschaften von weicher Materie, wie Polymerlösungen, Kolloidale Lösungen oder lebende Zellen sind ihre verschiedenen viskoelastischen Eigenschaften. Das Verständnis der zugrundeliegenden mikroskopischen Eigenschaften ist wesentlich für einen Fortschritt in der Entwicklung neuer Materialien und für ein Verständnis von vielen zellulären Prozessen. Die bisherigen Techniken zur Bestimmung der frequenzabhängigen Module gehen davon aus, daß das zu untersuchende Medium homogen ist. Dies trifft bei weicher Materie jedoch nicht zu. Im ersten Teil des Projekts soll geklärt werden, welche Bedeutung die Inhomogenitäten auf die rheologischen Eigenschaften haben. Dazu ist es notwendig, die rheologischen Eigenschaften auf einer mikroskopischen Skala lokal zu bestimmen. Es wird vorgeschlagen, die thermische Bewegung von im Medium eingebetteten Probenpartikeln zu untersuchen. Diese werden auf Grund der Inhomogenitäten ein nicht - ergodisches Verhalten aufzuweisen. Zur Interpretation wird es notwendig sein, Messungen durchzuführen, in denen gleichzeitig Ensemble - und Zeit - Mittelwerte bestimmt werden.Im zweiten Teil des Projekts soll ein Modellsystem entwickelt werden, mit dessen Hilfe die Interaktion von Zytoskelett Protein mit Lipidmembranen untersucht werden können. Dazu wird eine neue Technik zur Herstellung von monodispersen und gefüllten Vesikeln weiterentwickelt, und die gefüllten Vesikel mit Hilfe der Lichtstreuung untersucht werden. Diese Systeme werden auch für den medizinisch sehr wichtigen Wirkstofftransport von einer herausragenden Bedeutung sein.