Publikation des Monats Oktober 2025: Vorbild Magnetosom: Magnetoresponsive kettenartige Anordnungen aus Nanopartikeln (AG Hankiewicz)

12. Dezember 2025

Foto: Maria Weißpflog, Dr. Birgit Hankiewicz

Krebs stellt aufgrund der 20 Millionen Neuerkrankungen pro Jahr und 10 Millionen Todesfälle die zweithöchste Todesursache dar und wird als Pandemie des Jahrhunderts beschrieben (Stand 2023). Konventionelle Therapien, wie Strahlen- und Chemotherapie, sind gängig, sind jedoch aufgrund ihrer massiven Nebenwirkungen wie Schmerzen, Diarrhö, Vergiftung des Körpers und psychologische Beeinträchtigung problematisch. Die Entwicklung von minimalinvasiven Therapien bietet daher aufgrund ihrer geringeren Nebenwirkungen großes Potenzial. Magnetische Hyperthermie, die eine Erwärmung des Mediums und des Gewebes auf zellzerstörende Temperaturen ermöglicht, kann hierbei durch magnetische Wechselfelder ausgelöst werden. Zur Sicherstellung der Lokalität können magnetische Nanopartikel mit unterschiedlichsten Zusammensetzungen, Oberflächen und Größen eingesetzt werden. Ein natürlich vorkommendes Partikelsystem kann über magnetotaktische Bakterien gewonnen werden, welche aufgrund ihrer magnetischen, richtungsabhängigen Eigenschaften erhebliches Potenzial in der Biomedizin und der Technik aufweisen. Ihre Synthese ist jedoch durch Skalierbarkeit und Reinigungsprobleme eingeschränkt. Die Forschergruppe in Hamburg um Dr. Hankiewicz hat eine neuartige präkusorbasierte Synthese etabliert, die es ermöglicht, kobaltdotierte Eisenoxidnanopartikel mittels einer größenselektiven Synthese herzustellen. In einem Magnetfeld ordnen sich diese Partikel zu kettenartigen Strukturen zusammen, wobei sie magnetotaktische Strukturen nachahmen. In der Zeitschrift Nature Communications Chemistry beschreiben sie die Synthese sowie die Eigenschaften einzelner Partikel und Ketten, und fassen ihre Eignung für biomedizinische Anwendungen zusammen.

Originale Publikation:

Nature Communications Chemistry 8, 305 (25 pp) (2025)
Maria Weißpflog, Julia Kabelitz, Birgit Hankiewicz

Dr. Birgit Hankiewicz arbeitet seit 2014 in der Arbeitsgruppe von Prof. Volker Abetz an der Universität Hamburg in der physikalischen Chemie. Die obige Arbeit wurde innerhalb der Promotion von Maria Weißpflog angefertigt. Neben den magnetischen (anisotropen) Nanopartikeln befasst sich die Forschung von Dr. Hankiewicz mit den hieraus gewonnenen Hybridmaterialien. Als Matrix werden schaltbare Systeme, wie z.B. thermoresponsive Hydrogele und Vitrimere eingesetzt, die ihre physikalischen Eigenschaften aufgrund externer Einflüsse (z. B. Temperatur, pH-Wert, Licht) verändern können. Die Temperatur lässt sich u.a. mittels der Inkorporation magnetischer Partikel verändern, die durch ein magnetisches Wechselfeld angeregt werden. Die multiresponsiven Hybridsysteme werden u.a. auf ihre vielseitigen Eigenschaften und Dynamik in Abhängigkeit von Temperatur, magnetischer Feldstärke und weiteren Faktoren mittels kohärenter Röntgenstreuung untersucht. Sie finden Anwendungen in der Medizin als magnetisches Drug-Targeting-Tool oder im magnetischen Heizprozess zur Krebsbehandlung. Nach mehreren Jahren in Eltern(teil)zeit, plant sie ihre Habilitation nächstes Jahr einzureichen.