Wechselwirkung von Licht mit Metall-Nanopartikeln für die biomolekulare Manipulation

Wirth, Janina GND

Die dargelegte Arbeit beschäftigt sich mit der gezielten Einstellung der Wech-selwirkung von Licht mit metallischen Nanopartikeln für die nanoskalige Mani-pulation von Biomolekülen. Neben der Vorstellung einer neuen Methode zur se-lektiven Veränderung der Streueigenschaften des Systems, liegt der Fokus die-ser Arbeit insbesondere auf ihrer Verwendung zur Manipulation von DNA. In diesem Kontext beschäftigt sich die Arbeit zunächst mit der Optimierung der Wechselwirkung zwischen Laserpulsen und Nanopartikeln für eine effiziente Manipulation ihrer lokalen Umgebung. Die Anwendung der optimierten Laserin-tensität auf DNA zeigt erstmals einen Anregungstransfer entlang der Biomole-küle, welcher Distanzen von über 4 μm erreicht und in dieser Arbeit über die se-lektive Zerstörung eines Polymers entdeckt wurde. Mit Hilfe von Fluoreszenz-experimenten wurde dieser Effekt genauer untersucht und konnte über das Fluoreszenzbleichen entlang der DNA sowie eines Akzeptor-Nanopartikels be-stätigt werden. Diese Kombination aus plasmonischen Nanostrukturen mit Bi-omolekülen könnte neue Wege in der Entwicklung molekular-basierter Techno-logien eröffnen.

The present work deals with a selective modulation of light-nanoparticle-interactions for the nanoscale manipulation of biomolecules. Apart from the demonstration of a novel method for the selective tuning of the scattering prop-erties of the system, this work focuses on the application of nanoparticles for the manipulation of DNA. In this context, the work deals initially with the opti-mization of the interaction between laser pulses and nanoparticles for an effi-cient manipulation of their local surrounding. The application of the optimized laser intensity to DNA showed for the first time an excitation transfer within these molecules, achieving distances of about 4 μm. The excitation transfer was discovered in this work by the selective destruction of a polymer. This effect was studied more precisely by means of fluorescence experiments and could be confirmed by bleaching along the DNA as well as of an acceptor-nanoparticle. This combination of plasmonic nano-structures with biomolecules could offer new possibilities in the development of molecular-based technologies.

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Wirth, Janina: Wechselwirkung von Licht mit Metall-Nanopartikeln für die biomolekulare Manipulation. Jena 2014.

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