Fluoreszenzindikatoren für intrazelluläre Natriumkonzentrationsmessungen

Dietrich, Sascha

Mithilfe von Fluoreszenzionenindikatoren können intrazelluläre Ionenkonzentrationen verlässlich und für die Zelle schonend bestimmt werden. Für Natrium gibt es allerdings nur wenige kommerziell erhältliche Ionenindikatoren, mit denen man Natrium selektiv messen kann. Sodium Green und CoroNa Green sind zwei der wenigen Fluoreszenzindikatoren für Natriummessungen in der Zelle, die mithilfe eines in konventionellen Laserscanningmikroskopen enthaltenen Argon-Lasers, bei 488 nm angeregt werden können. In dieser Arbeit wurden verschiedene Ansätze verfolgt, mithilfe dieser Indikatoren Natriumkonzentrationen verlässlich zu messen. Natriummessungen mit dem nichtratiometrischen Natriumindikator Sodium Green und CoroNa Green, bei denen die Indikatorkonzentration oder die Anregungsintensität nicht konstant sind, sind sehr fehlerbehaftet. Sinkt beispielsweise die Anregungsintensität oder die Indikatorkonzentration, nimmt auch die Fluoreszenzintensität ab. Dies könnte dann fälschlicherweise als Abfall der Natriumkonzentration interpretiert werden. Bei Fluoreszenzlebensdauermessungen werden diese Fehlerquellen ausgeschaltet. Die Fluoreszenzlebensdauer ist eine Stoffkonstante und deshalb unabhängig von der Indikatorkonzentration und der Anregungsintensität. Auch die Fluoreszenzlebensdauer der Indikatoren Sodium Green un CoroNa Green zeigt in einer Pufferlösung definierter Zusammensetzung eine deutliche Abhängigkeit von der Natriumkonzentration und eignet sich deshalb als Signalparameter für Natriumkonzentrationsmessungen In Gegenwart von 5% BSA (w/v) nimmt die Fluroreszenzintensität des Indikators Sodium Green um den Faktor 2,7 zu und das Fluoreszenzmaximum von Sodium Green verlagert sich um 14 nm in den roten Wellenlängenbereich. Dies ist auf die Interaktion des Indikators mit Proteinen zurückzuführen. Deshalb wurden Polyacrylamid-Nanopartikel (20nm) synthetisiert, die den Farbstoff Sodium Green enthielten. Der Indikator konnte so vor der Interaktion mit Proteinen geschützt werden.

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Dietrich, Sascha: Fluoreszenzindikatoren für intrazelluläre Natriumkonzentrationsmessungen. 2008.

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