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Authors: Busse, Stefan
Title: Untersuchung molekularer Erkennungsreaktionen mit einem integriert-optischen Mach-Zehnder-Interferometer
Online publication date: 1-Jan-2000
Language: german
Abstract: Abstract (deutsch)Zielsetzung des Dissertationsvorhabens war die Beobachtung und Analyse von Gast-Wirt-Wechselwirkungen an oxidischen Oberflächen. Einer der Wechselwirkungspartner sollte dabei auf der Oberfläche immobilisiert, der andere in wäßriger Lösung darüber vorliegen.Eine empfindliche und oberflächensensitive Methode zur Beobachtung der Anlagerung unmarkierter Moleküle ist die Wellenleiterspektroskopie, insbesondere mit dem hier verwendeten und weiterentwickelten integriert-optischen Mach-Zehnder-Interferometer in Siliziumtechnik (Siliziumoxynitrid auf oxidiertem Siliziumwafer). Mit Hilfe des Interferometers wurden unterschiedliche Wirt-Gast-Systeme untersucht. Grundlage der Immobilisierung war jeweils die Funktionalisierung der Sensoroberfläche durch Selbstadsorption von Organosilanen. Durch unterschiedliche Organosilane, die zum Teil im Rahmen dieser Arbeit synthetisiert wurden, ließen sich die Wirtmoleküle beta-Cyclodextrin, Streptavidin, sowie unterschiedliche monoklonale Antikörperfragmente immobilisieren.- Der Einfluß der Oberfläche auf die Bindungsstärke des Wirtmoleküls beta-Cyclodextrin und unterschiedlicher Gastmoleküle wurde konzentrationsabhängig untersucht.- Silan-Biotinderivate mit unterschiedlicher Streptavidin-Affinität wurden an die Oberfläche immobilisiert und die Adsorption von Streptavidin an die Biotinderivate beobachtet. Dabei konnte unter anderem nachgewiesen werden, daß das Streptavidinadsorbat gequollen ist.- Als mögliche Anwendung wurde geprüft, ob das vorgestellte Interferometer durch die Funktionalisierung mit Antikörperfragmenten als Biosensor in Frage kommt. Es konnte nachgewiesen werden, daß sich Antikörper auf der Sensoroberfläche immobilisieren lassen und Antigene spezifisch an diese Antikörper adsorbieren.
Abstract (english)Topic of the described research was guest-host interactions at oxidic surfaces, whereas one of the species was immobilised to the surface, the other adsorbs from an aqueous solution.A surface sensitive method to detect the adsorption of unlabeled molecules is waveguide spectroscopy, in this case with an integrated-optical Mach-Zehnder interferometer in silica on silicon (siliconoxynitride waveguide on an oxidised silicon wafer). With this interferometer different guest-host pairs were studied. Molecules were immobilised by self assembly of organo-silanes. With different silanes, partly synthesised for this thesis, various guest molecules could be immobilised: beta-cyclodextrin, streptavidin and different monoclonal antibody fragments.- Regarding beta-cyclodextrin as a host, the influence of the surface on the binding constant was studied concentration dependent with different guest molecules.- Biotin silane derivatives with different affinity to streptavidin were immobilised. Streptavidin adsorbed as a dense, swollen monolayer to the biotin functionalised surface.- Further it was investigated if the interferometer can be used as a biosensor by the use of antibody fragments as surface functionalisation. Biotinylised antibody fragments could be immobilised to a streptavidin layer. It could be shown that the resulting antibody layer binds specifically its antigen.
DDC: 540 Chemie
540 Chemistry and allied sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-1410
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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