Enzymatisch generiertes Nanopartikelwachstum für Biochipsysteme in der Vor-Ort-Analytik

Schüler, Thomas GND

Durch die stetig wachsende Anzahl an diagnostisch relevanten Biomolekülen, wie DNA, RNA oder Proteinen, steht die heutige Bioanalytik vor der Herausforderung die unterschiedlichen Analyten selektiv mit spezifischen Verfahren nachzuweisen. Das zunehmende Wissen über die verschiedenartigen Wechselwirkungen die diese Biomoleküle untereinander ausführen, ermöglicht es Bakterien, Viren, Pilze, Pflanzen oder tierische Proben auf biomolekularer Ebene nachzuweisen und somit Krankheiten, Kontaminationen oder auch Mutationen zu diagnostizieren. Die steigende Nachfrage nach kostengünstigen und robusten Nachweissystemen für die Bioanalytik erfordert die Entwicklung neuartiger Geräte, die ähnlich wie bei einem Schwangerschaftstest, die Analyse relevanter Biomoleküle schnell und direkt vor Ort ermöglichen. Zusätzlich soll ein deutlich reduzierter manueller Aufwand zu einer einfachen Handhabung der entwickelten Systeme auch durch den geschulten Laien führen. Die dazu notwendige Automatisierung führt zu einem autarken Verfahren, das mobil und transportabel auch außerhalb spezialisierter Labore und dadurch am Ort des Geschehens eingesetzt werden kann. Durch ihre Fähigkeit zum Hochdurchsatz, die Parallelität und die Flexibilität stellen Biochips eine viel versprechende Plattform für die Entwicklung von point-of-care-Geräten dar. Diese Arbeit befasst sich mit Untersuchungen chipbasiertes Verfahren zum Nachweis von Biomolekülen zur Realisierung eines so genannten point-of care Systems für die Umsetzung einer Vor-Ort-Analytik. Dazu wird ein neuartiges enzymatisches Verfahren zur Synthese von Metallnanopartikeln mit einer elektrischen Detektion der biomolekularen Wechselwirkungen verwendet. Mit dieser Methode sind viele der nachgefragten Ziele für ein point-of-care-fähiges System umsetzbar. Im Vergleich mit herkömmlichen Biochipsystemen, die auf einem optischen Nachweisverfahren beruhen, ermöglicht die elektrische Detektion ein kostengünstiges und robustes System. Durch ein einfaches Messverfahren, wie eine Gleichstrommessung kann mit Hilfe einer robusten Auswertetechnik ein transportables und störungsunanfälliges Nachweissystem konstruiert werden.

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Schüler, Thomas: Enzymatisch generiertes Nanopartikelwachstum für Biochipsysteme in der Vor-Ort-Analytik. 2010.

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