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SPP 1313: Biological Responses to Nanoscale Particles (Bio-Nano-Responses)
Fachliche Zuordnung
Chemie
Biologie
Medizin
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Biologie
Medizin
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2008 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 30716393
Das Ziel des Schwerpunktprogramms ist die Identifizierung und Quantifizierung der elementaren physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse, durch die synthetische Nanopartikel die Phasengrenzen von biologischen Systemen überschreiten sowie mit Biomolekülen, Zellen und Zellkonstituenten in Wechselwirkung treten und deren biologische Funktionen beeinflussen. Aus Gründen der Organisation und des Managements ist das übergeordnete Ziel in drei verschiedene Forschungsfelder aufgeteilt:
(1) Herstellung und Charakterisierung von Nanopartikeln;
(2) Transport von Nanopartikeln in der biologischen Umgebung und die Wechselwirkung mit dem biologischen System;
(3) Auswirkungen von Nanopartikeln auf fundamentale biologische Funktionen.
Das Schwerpunktprogramm ist sehr interdisziplinär und enthält Beiträge der Materialwissenschaften, der Nanophysik, der Physikalischen Chemie, der Anorganischen Chemie, der Oberflächenanalytik, der Biophysik, der Zellbiologie und der Partikeltoxikologie. Es befasst sich ausschließlich mit synthetischen Nanopartikeln und deren Verhalten in der biologischen Umgebung im Sinne der Grundlagentoxikologie von Nanopartikeln. Die Materialien der hier verwendeten Partikel umfassen kohlenstoffhaltige Komponenten, Metalle (Au, Ag, Pd, Pt), Oxide von Fe, Ti, Zn als auch Halbleiter-Quantenpunkte. Natürlich vorkommende biologische Nanopartikel und ultrafeine Umweltaerosole sind nicht Gegenstand des Programms.
Die wesentliche Innovation, die im Schwerpunktprogramm angestrebt wird, ist die Verzahnung von Nanotechnologie und Biologie, die u. a. durch folgende Aspekte zum Ausdruck kommt:
(1) Die Methoden der Herstellung und Charakterisierung von Nanopartikeln konzentrieren sich auf Eigenschaften, von denen eine biologische Wirkung erwartet wird.
(2) Die verwendeten Nanopartikel werden bezüglich des Materials, ihrer Größe, Form und Oberfläche systematisch variiert, um die Auswirkung dieser Eigenschaften auf die Wechselwirkungen mit Zellen und subzellularen Systemen sowie deren biologische Funktionen zu untersuchen.
Das Programm unterscheidet sich daher von einer Reihe anderer Forschungsprojekte, die sich mit der gezielt induzierten biologischen Wirkung in beabsichtigten Applikationen befassen wie in der Nanomedizin oder der Nanopharmakologie.
(1) Herstellung und Charakterisierung von Nanopartikeln;
(2) Transport von Nanopartikeln in der biologischen Umgebung und die Wechselwirkung mit dem biologischen System;
(3) Auswirkungen von Nanopartikeln auf fundamentale biologische Funktionen.
Das Schwerpunktprogramm ist sehr interdisziplinär und enthält Beiträge der Materialwissenschaften, der Nanophysik, der Physikalischen Chemie, der Anorganischen Chemie, der Oberflächenanalytik, der Biophysik, der Zellbiologie und der Partikeltoxikologie. Es befasst sich ausschließlich mit synthetischen Nanopartikeln und deren Verhalten in der biologischen Umgebung im Sinne der Grundlagentoxikologie von Nanopartikeln. Die Materialien der hier verwendeten Partikel umfassen kohlenstoffhaltige Komponenten, Metalle (Au, Ag, Pd, Pt), Oxide von Fe, Ti, Zn als auch Halbleiter-Quantenpunkte. Natürlich vorkommende biologische Nanopartikel und ultrafeine Umweltaerosole sind nicht Gegenstand des Programms.
Die wesentliche Innovation, die im Schwerpunktprogramm angestrebt wird, ist die Verzahnung von Nanotechnologie und Biologie, die u. a. durch folgende Aspekte zum Ausdruck kommt:
(1) Die Methoden der Herstellung und Charakterisierung von Nanopartikeln konzentrieren sich auf Eigenschaften, von denen eine biologische Wirkung erwartet wird.
(2) Die verwendeten Nanopartikel werden bezüglich des Materials, ihrer Größe, Form und Oberfläche systematisch variiert, um die Auswirkung dieser Eigenschaften auf die Wechselwirkungen mit Zellen und subzellularen Systemen sowie deren biologische Funktionen zu untersuchen.
Das Programm unterscheidet sich daher von einer Reihe anderer Forschungsprojekte, die sich mit der gezielt induzierten biologischen Wirkung in beabsichtigten Applikationen befassen wie in der Nanomedizin oder der Nanopharmakologie.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Schweiz
Projekte
- Bioactivity and cellular uptake of distinct nanoparticles in human endothelial cells (Antragstellerinnen / Antragsteller Bräuchle, Christoph ; Hilger, Ingrid ; Reller, Armin ; Wixforth, Achim )
- Biological Influence of Nanoparticles on Exposed Epithelial Respiratory Surfaces - BIONEERS (Antragsteller Galla, Hans Joachim ; Kirkpatrick, Ph.D., Charles James ; Maskos, Michael ; Stauber, Roland H. )
- Coordination project - cross-cutting activities of DFG-priority programme SPP 1313 (Antragsteller Zellner, Reinhard )
- Cytotoxicty of Quantum-Dot Nanoparticles in Contact to Animal Cells: Internalization, targeting and compartment-specific cytotoxicty (Antragstellerinnen / Antragsteller Ehmoser, Eva-Kathrin ; Wegener, Joachim )
- Health effects of manufactured nanoparticles (NP): molecular and cellular biology and toxicology (NanoBioTox) (Antragstellerinnen / Antragsteller Krombach, Fritz ; Nienhaus, Gerd Ulrich ; Parak, Wolfgang ; Rothen-Rutishauser, Barbara )
- How particles enter the body: investigating particle-barrier interactions in the digestive tract (PARENTRY) (Antragsteller Frey, Andreas ; Gebert, Andreas ; Hüttmann, Gereon ; Weller, Horst )
- Influence of metal and alloy nanoparticles on germ cell function and embryo development - REPROTOX - (Antragsteller Barcikowski, Stephan ; Rath, Detlef )
- Interaction of Janus Particles with Membranes and Cells from the Human Blood Compartment (Antragstellerinnen / Antragsteller Hilger, Ingrid ; Janshoff, Andreas ; Sönnichsen, Carsten ; Tremel, Wolfgang )
- Interaction of nanoparticles with cellular compartments and proteins (Antragstellerinnen / Antragsteller Landfester, Katharina ; Mailänder, Volker ; Nienhaus, Gerd Ulrich ; Simmet, Thomas )
- Interactions of hydrophobic and hydrophilic semiconductor quantum dots with cell model systems for liver and adipose tissue (NANOFATE) (Antragsteller Eychmüller, Alexander ; Heeren, Jörg ; Nielsen, Peter )
- Nanoparticles: Synthesis, characterisation, and cellular effects (Antragsteller Bockhorn, Henning ; Paur, Hanns-Rudolf ; Saathoff, Harald ; Weiss, Carsten )
- Nanopartikels Containing Selective Probes: Interaction Mechanisms of Nanoparticles with Cell Membranes, Intracellular Uptake, and Transport (NANO-SELECT) (Antragsteller Gruber, Ph.D., Achim Dieter ; Jordan, Andreas ; Lademann, Jürgen ; Rühl, Eckart )
- Tailored silver nanoparticles (NPs) in biological environments: Interactions with biomolecules and cells (nano.ag) (Antragsteller Epple, Matthias ; Köller, Manfred ; Zellner, Reinhard )
Sprecher
Professor Dr. Reinhard Zellner