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SPR-basierte DNA-Chips auf Silber

SPR-based DNA-Chips on Silver

  • Die Arbeit dient als Grundlage für einen Aufbau von SPR-basierten DNA-Chips. Die Analyse der Immobilisierung und Hybridisierung erfolgte dabei in Echtzeit unter Nutzung der Spektroskopie der Oberflächenplasmonenresonanz (SPR). Die SPR-Spektroskopie ermöglicht es, Änderungen des Brechungsindexes an der Metalloberfläche durch die Detektion einer Verschiebung des (Plasmonen-) Resonanzwinkels zu verfolgen. Diese Methode stellt eine markierungsfreie und sensitive Alternative zu Array-basierten Untersuchungen mit Fluoreszenzfarbstoffen, enzymatischen Reaktionen oder radioaktiven Markern dar. Als Metall wird häufig Gold eingesetzt, da es chemisch stabiler ist. Ziel soll es aber sein Silber als Grundlage zu verwenden, da mit dem Einsatz von Silber eine höhere Winkelauflösung erreicht werden kann und ein größeres Spektrum der Anregungswellenlänge für die SPR zugänglich ist. Um die Vorteile des Silbers nutzen zu können, ist es sinnvoll das Silber vor DNA Immobilisierung zu passivieren. Es wurden Glassubstrate nach mehreren Vorbehandlungsschritten mit Silber bedampft. Auf Basis dieser Substrate werden zwei verschiedene Strukturierungen untersucht. Im ersten Fall erfolgte eine Immobilisierung mit thiolmodifizierter DNA und anschließendem Blocken. Für die Immobilisierung dieser DNA wurden 2 Flächen auf dem Silbersubstrat genutzt, wobei eine Fläche die komplementäre DNA zur anderen Fläche gebunden hat. Auf beiden Flächen wurden die Immobilisierung, das Blocken und die anschließende Hybridisierung mit komplementärer DNA unter Nutzung von SPR-Spektroskopie durch Erhöhung des SPR-Signals beobachtet. Im zweiten Fall wurden einige Silbersubstrate mit 11-Mercapto-1-undecanol (MUD) passiviert. Durch eine Beschichtung mit (3-Bromopropyl)trichlorosilan war es möglich Phosphorothioat-DNA (PT-DNA) auf der Oberfläche zu immobilisieren. Es wurden verschiedene DNA-Konzentrationen komplementärer DNA von 0,25 μM, 0,5 μM und 1 μM für die Hybridisierung getestet. Dabei ergab sich, dass 0,25 μM keine signifikanten Signalerhöhungen bewirkten. Sowohl 0,5 μM als auch 1 μM komplementäre DNA brachten Signalerhöhungen. Auf dem passivierten Silber konnte im Vergleich zum unpassiviertem Silber eine deutlich geringere Signaldrift beobachtet werden. Der vorgenommene Schichtaufbau kann für DNA-Mikroarrays mit vielen Einzelnachweisen pro Flächeninhalt angewendet werden. Das passivierte Silber mit MUD und (3-Bromopropyl)trichlorosilan ist geeignet für Immobilisierung von PT-DNA und anschließende Hybridisierung mit komplementärer DNA.

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Metadaten
Author:Erik Seidel
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Year of Completion:2015
Granting Institution:Hochschule Mittweida
Release Date:2016/06/07
GND Keyword:DNS-Chip; Oberfläche; Oberflächenplasmonresonanz; Silber
Institutes:03 Mathematik / Naturwissenschaften / Informatik
Access Rights:Innerhalb der Hochschule
Licence (German):License LogoEs gilt das UrhG

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