AK Gauglitz - Optische Spektroskopie

Photochemie

Die Immobilisierung von Biomolekülen auf Trägermaterialien ist ein entscheidender Arbeitsschritt bei der Herstellung von Probenträgern und Biosensoren. In jüngerer Zeit lässt sich ein starker Trend hin zu Trägermaterialien aus Kunststoffen feststellen, da diese vor allem kostengünstig herzustellen sind. Diese Kunststoffträger sind in chemischer Hinsicht vergleichsweise inert, jedoch ist auch hier eine stabile kovalente Anbindung wünschenswert. Eine kovalente Anbindung von Biomolekülen auf Kunststoffsubstraten ist durch photochemische Methoden möglich. Dazu werden sog. Photolinker (heterobifunktionelle photoaktivierbare Crosslinker, z.B. synthetisch leicht zugängliche Benzophenone) verwendet, die an die Biomoleküle, z.B. DNA gebunden werden, um danach die Biomoleküle kovalent, parallel und gerichtet auf dem Kunststoffträger zu fixieren. Die Photoreaktion wird durch UV-Bestrahlung ausgelöst, wobei im Wellenlängenbereich oberhalb von 300 nm gearbeitet werden muss, um eine photolytische Zersetzung der Biomoleküle zu vermeiden. Da die Photolinker in einer photoinduzierten, radikalischen Reaktion mit dem Substrat reagieren, ist das Vorhandensein funktioneller Gruppen nicht erforderlich. Aufgrund der Möglichkeit der parallelen Immobilisierung verschiedener Sonden gleichzeitig eignet sich dieses Verfahren hervorragend für die Herstellung von Mikroarrays. Die Grafik zeigt zum einen die gerichtete Immobilisierung von DNA durch direkte Immobilisierung zum anderen auch eine Möglichkeit über "Photodextran" indirekt zu immobilisieren und somit große Oberflächen zu schaffen.