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Biosignale

Fachbereich 8.2

Projekte

NanoMag - Metrology for Magnetic Nanoparticles

NanoMag - Metrology for Magnetic Nanoparticles

 

Zeitraum:11/2013 - 10/2017
Förderung:    EU - 7. Rahmenprogramm
Partner:17 Partner (nationale Metrologieinstitute, Universitäten, Industrie)

 

 

Das Ziel des EU-finanzierten Projektes NanoMag ist die Standardisierung, Verbesserung und Neudefinition der Analysemethoden für magnetische Nanopartikel. Mit Hilfe verbesserter Synthesemethoden werden magnetische Nanopartikel mit spezifischen Eigenschaften hergestellt, die dann mit einer Vielzahl von Charakterisierungsmethoden untersucht werden. Dabei stehen sowohl magnetische als auch Struktureigenschaften der Nanopartikel im Blickfeld. Die Vielzahl der erhaltenen Messergebnisse ergibt ein selbstkonsistentes Bild des Zusammenhangs von strukturellen und magnetische Eigenschaften der magnetischen Nanopartikel.

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SPP 1681 - Feldgesteuerte Partikel-Matrix-Wechselwirkungen: Erzeugung, skalenübergreifende Modellierung und Anwendung magnetischer Hybridmaterialien

SPP 1681 - Feldgesteuerte Partikel-Matrix-Wechselwirkungen: Erzeugung, skalenübergreifende Modellierung und Anwendung magnetischer Hybridmaterialien

 

Zeitraum:2013 - 2017
Förderung:    DFG
Partner:27 universitäre Partner in Deutschland

Die Verwendung magnetischer Felder ist als externer Stimulus zur Steuerung von Materialeigenschaften von erheblichem technischen Interesse, da Magnetfelder technisch leicht erzeugbar und gut kontrollierbar sind. Magneto-rheologische Elastomere, bei denen magnetische Partikel in einer elastischen Matrix eingebettet werden, stellen dabei einen ersten Schritt in Richtung magnetischer Hybrid-Materialien mit steuerbarer Partikel-Matrix-Wechselwirkung dar. Bei solchen Materialien aus einer partikulären magnetischen Komponente in einer komplexen Matrix liefert die wechselseitige Beeinflussung von Partikeln und Matrix einen zusätzlichen Parametersatz im Materialverhalten. Mit diesem können über magnetisch gesteuerte Veränderungen neuartige Materialeigenschaften erzeugt werden. Im Zentrum der Arbeit der PTB steht die experimentelle Untersuchung des Materialverhaltens im Magnetfeld und die Verbesserung der Effektivität des biomedizinischen Einsatzes magnetischer Nanopartikel durch eine Steuerung der Wechselwirkung zwischen funktionalisierten Partikeln und Gewebe.

 

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SPP 1491: Precision experiments in particle- and astrophysics with cold and ultracold neutrons

SPP 1491: Precision experiments in particle- and astrophysics with cold and ultracold neutrons

 

Zeitraum:2010 - 2016
Förderung:    DFG
Partner:TU München, University of Michigan

 

 

Das Schwerpunktprogramm hat zum Ziel, mithilfe von Experimenten mit langsamen und ultrakalten Neutronen einige fundamentale Fragen in der modernen Teilchen- und Astrophysik zu beantworten. Zu diesen gehören das Verständnis der Naturkräfte und der damit verbundenen Symmetrien sowie Untersuchungen zur Gravitationskraft bei sehr kleinen Abständen.

Die PTB bearbeitet dabei das Teilprojekt "Development of a procedure to optimize magnetic shielding for spin precession experiments like nEDM".  2015 wurde in diesem Teilprojekt ein transportierbarer magnetisch abgeschirmter Raum mit einem Restfeld von <700 Pikotesla und einem Feldgradienten von weniger als 300 pT/m in Betrieb genommen.

In den magnetisch geschirmten Kabinen in der PTB Berlin und der TU München sollen Präzisionsmessungen der freien Präzession von hoch polarisierten Edelgaskernspins zur Suche nach einem elektrischen Dipolmoment in Xenon Kern durchgeführt werden. Neben der apparativen Arbeit ist zudem die Datenanalyse ein wichtiges Arbeitsfeld, um die Unsicherheiten der zu bestimmenden Schranken aus den Messungen konsistent angeben zu können.

Von derartigen Experimenten im Bereich extrem niedriger Energien werden neue Erkenntnisse in der Grundlagenphysik erwartet.

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BREAKBEN - Improvement of neuronal current determination by combination of MEG and ULF-MRI with Current Density Imaging

BREAKBEN - Improvement of neuronal current determination by combination of MEG and ULF-MRI with Current Density Imaging

 

Zeitraum:2016 - 2018
Förderung:    EU- Horizon 2020
Partner:8 Partner aus Deutschland, Finnland und Italien

BREAKBEN (Breaking the Nonuniqueness Barrier in Electromagnetic Neuroimaging) ist eine internationale Kollaboration mit Forschergruppen aus Deutschland, Finnland und Italien. Ziel von BREAKBEN ist es, durch die Kombination von magnetischer Messung neuronaler Aktivität (MEG) und neuartigen Methoden basierend auf Ultra-Low-Field magnetic resonance imaging (ULF MRI) die Dynamik menschlicher Gehirnfunktion mit beispielloser Auflösung und Verlässlichkeit bildlich darzustellen. Aufgabe der PTB ist die Entwicklung der Methoden Neuronal Current Imaging und Current  Density Imaging,  um diese Verfahren später in ein neues Messgerät überführen zu können.

 

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Frühere Projekte

MAPIT - Magnetic Particle Imaging Technologie

MAPIT - Magnetic Particle Imaging Technologie

 

Zeitraum:2010 - 2015
Förderung:    BMBF - MediWING
Partner:Philips Healthcare, Bruker Biospin, Lanxess, Bayer Health Care, Charité

 

 

Dieses Verbundprojekt von akademischen und Industriepartnern zielte auf die experimentelle Validierung des neuen medizinischen Bildgebungsverfahrens „Magnetic Particle Imaging“ (MPI).  Mit MPI  kann  schnell  und  genau  die Verteilung  nanoskaliger  magnetischer  Tracer im  Körper dargestellt  werden.  Die  PTB  übernahm in dem Forschungsverbund die physikalische Charakterisierung  der  MPI-Tracer.

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KFO 213 - Magnetische Eisenoxid-Nanopartikel für die Zelluläre und Molekulare MR-Bildgebung

KFO 213 - Magnetische Eisenoxid-Nanopartikel für die Zelluläre und Molekulare MR-Bildgebung

 

Zeitraum:2009 - 2015
Förderung:    DFG
Partner:9 Arbeitsgruppen der Charité

 

 

In dieser von der DFG geförderten interdisziplinären klinischen Forschergruppe arbeiteten Arbeitsgruppen der Radiologie, der kardiovaskulären Medizin und den Neurowissenschaften aus der Charité mit Physikern der PTB zusammen. Ziel war es, mit dem Einsatz einer besonderen Variante von magnetischen Kontrastmitteln, den sogenannten Monomer-beschichteten Eisenoxid-Nanopartikeln (MEON), Fragestellungen bezüglich Synthese, Modifikation und Funktionalisierung zu untersuchen sowie Methoden zur weiterführenden Partikelcharakterisierung zu entwickeln. Des weiteren wurden MEON in entsprechender Form eingesetzt, um neue Erkenntnisse über Krankheitsprozesse zu gewinnen und um neue Ansätze für die Molekulare Bildgebung zu erarbeiten.

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FOR 917 - Nanoparticle-based targeting of gene- and cell-based therapies

FOR 917 - Nanoparticle-based targeting of gene- and cell-based therapies

 

Zeitraum:2009 - 2016
Förderung:    DFG
Partner:Uni Bonn, TU München, LMU München

 

 

Gen- und Zell-basierenden Therapien haben ein großes Potential für die Behandlung menschlicher Erkrankungen. Eine wesentliche Herausforderung stellt jedoch der zielgerichtete Transfer des genetischen Materials (Nucleinsäuren, virale und nicht-virale Vektoren) in spezifische Zellen in definierten Körperregionen dar. Das Ziel der Forschergruppe war die Entwicklung von nanomedizinischen Strategien zur zielgerichteten Transduktion und Positionierung von Zellen. Der Fokus lag dabei auf dem kardiovaskulären System. Um nicht-invasives Targeting von genetischem Material und von genetisch-veränderten Zellen zu erreichen, wurden superparamagnetische Nanopartikel verwendet. Die PTB brachte hier die Technik der Magnetorelaxometry (MRX) ein, um mit Nanopartiklen beladene Zellen im biologischen Gewebe zu quantifizieren und zu lokalisieren. 

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EARS - Metrology for a universal ear simulator and the perception of non-audible sound

EARS - Metrology for a universal ear simulator and the perception of non-audible sound

 

Zeitraum:2012 - 2015
Förderung:    EMRP - EURAMET  und EU
Partner:NPL, LNE, DFM, TÜBITAK/UME, Brüel & Kjær, UCL

 

Entgegen der allgemeinen Meinung ist das Hören von Infraschall (f < 16 Hz) möglich und führt zu individuell unterschiedlicher Belästigung. Die Mechanismen dieser auditorischen Wahrnehmung durch den Menschen sind aber bis heute weitgehend ungeklärt. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes „EARS“ wurden diese Mechanismen mit Hilfe von objektiven Verfahren der Medizintechnik, wie z.B. Magnetresonanztomopraphie (MRT) und Magnetoenzephalographie (MEG) näher untersucht und objektive Schwellen ermittelt.

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Kooperationen

EU COST Action TD1402 - Multifunctional Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia and Indirect Radiation Therapy (RADIOMAG)

EU COST Action TD1402 - Multifunctional Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia and Indirect Radiation Therapy (RADIOMAG)

Zeitraum:seit 2014
Förderung:    EU Horizon 2020 COST
Partner:>140 Partner aus 34 Ländern
Kontakt:AG 8.23, Uwe Steinhoff


Die COST Action TD 1402 RADIOMAG ist ein Netzwerk europäischer Forschergruppen, dass sich der Erforschung neuer Krebstherapiemethoden durch die Kombination von magnetischen Nanomaterialien mit Radionukliden widmet. Die PTB bringt dafür ihr Know-How in der Charakterisierung magnetischer Nanopartikel ein.

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Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Abbestraße 2–12
10587 Berlin