Mikrostrukturierte Schichten aus biofunktionalisierten Nanopartikeln als dreidimensionale Affinitätsoberfläche zum Proteinnachweis auf Microarrays
(German)
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In der vorliegenden Arbeit wurden Kern-Schale-Nanopartikel aus einem anorganischen SiO2-Kern und einer organischen Schale aus funktionellen Silanen in einer Größe von 117 nm biofunktionalisiert. An die Schalen der Partikel wurden Proteine mittels unterschiedlicher Kopplungsmechanismen angebunden. Als spezifische Fängermoleküle wurden Streptavidin, Protein G sowie IgG-Antikörper auf Nanopartikel-Oberflächen immobilisiert. Die biofunktionalisierten Nanopartikel wurden mittels indirekter oder direkter Strukturierungsverfahren in Form von mikrostrukturierten Schichten auf vorbehandelten Glasoberflächen abgeschieden. Die partikelgebundenen Proteine wurden so konserviert, dass ihre biologische Funktionalität außerhalb der natürlichen wässrigen Bedingungen erhalten blieb. Auf diese Weise wurden dreidimensionale Affinitätsoberflächen erzeugt. Die mikrostrukturierten Nanopartikelschichten waren sowohl mit Fluoreszenzdetektion als auch mit MALDI-TOF-Massenspektrometrie kompatibel und konnten als dreidimensionale Biochip-Oberflächen für den spezifischen und sensitiven Nachweis von Proteinen im Microarray-Format eingesetzt werden. Insgesamt gesehen machen die hohe Bindungskapazität und die hohe Fängerdichte sowie der modulare Aufbau der Nanopartikel-Microarrays Biochips aus Nanopartikel-Schichten hochrelevant für viele Anwendungen. So lassen sich Antigene und Antikörper simultan und sensitiv in einer Probe nachweisen.