02.07.2020 - American Institute of Physics (AIP)

Spinnenseide die für die biologische Bildgebung?

Linsen aus Spinnenseide erzeugen eine spezielle Art von Lichtstrahl, der große biologische Bereiche mit hoher Auflösung abbilden kann

Spinnen - wozu sind sie gut? Die Antwort, so stellt sich heraus, ist mehr als nur Insektenbekämpfung.

Spinnenseide ist für eine Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen nützlich. Sie weist mechanische Eigenschaften auf, die synthetischen Fasern für das Tissue Engineering überlegen sind, und sie ist weder toxisch noch schädlich für lebende Zellen.

Eine unerwartete Anwendung für Spinnenseide ist ihre Verwendung bei der Herstellung biokompatibler Linsen für biologische Abbildungsanwendungen. Ein Forscherteam der Tamkang University und der National Yang-Ming University in Taiwan beschreibt im Journal of Applied Physics von AIP Publishing die Machbarkeit der Herstellung von Linsen, die die Eigenschaften von natürlichem Spinnenseidenmaterial nutzen.

Eine Spinne kann mehrere verschiedene Arten von Seide spinnen, jede mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen. Um die Speichen ihres Netzes herzustellen, verwenden Spinnen eine Art von Seide, die als "dragline silk" bekannt ist.

"Dragline-Seide ist ein interessantes natürliches Material wegen seiner signifikanten Eigenschaften, wie hohe Elastizität, große Zähigkeit und große Zugfestigkeit", sagte Cheng-Yang Liu, einer der Autoren der Studie und Professor an der National Yang-Ming University. Verglichen mit ihrem Gewicht ist die Festigkeit von Dragline-Seide größer als die von Stahl.

Die Autoren sammelten glatte, gleichmäßige Dragline-Seide von Pholcus phalangioides Spinnen und tröpfelten ein Harz auf die Seidenfaser. Als das Harz auf der Faser kondensierte, formten die Benetzungseigenschaften der Seide diese auf natürliche Weise zu einer Kuppelform, die, wie sie fanden, als optische Linse verwendet werden konnte. Die mechanischen und optischen Eigenschaften der Seide machen sie auch ideal zum Tragen der Linse.

Als sie mit einem Laser auf die Linse gestrahlt wurde, erzeugte sie einen hochwertigen photonischen Nanojet - eine Art Strahl, der großflächige, hochauflösende Bilder für biomedizinische Anwendungen liefern kann. Durch die Abstimmung der Verweildauer der Seide unter dem Harztropfen kann die Größe der Kuppellinse verändert werden, wodurch die photonischen Nanojets für die gewünschte Art der Bildgebung optimiert werden können.

"Die Kuppellinse mit flexiblen photonischen Nanojets eignet sich für die Abbildung der nanoskaligen Objektive in verschiedenen Tiefen innerhalb biologischen Gewebes", sagte Liu.

Nach zusätzlichen Tests hoffen die Forscher, dass diese Art von Linsen auf der Basis von Spinnenseide verwendet werden kann, um Licht für die biologische Bildgebung und den Betrieb zu liefern.

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