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Andre Petershans
Vom Werkstoff zum Werkzeug
Selektive Biofunktionalisierung und ortsaufgelöst charakterisierte Strukturen verwandeln Werkstoffoberflächen in Werkzeuge für biologische Fragestellungen
Im ersten Sinnabschnitt dieser Arbeit wurde mit TOF-SIMS Untersuchungen nachgewiesen, dass sich die Ausbildung eines Aminosilanfilms durch eine Maske, die mittels µCP erzeugt wurde, wirkungsvoll begrenzen lässt. Damit ist eine nahezu perfekt selektive einstufige Biofunktionalisierung von RGD-Peptiden mit iso-Thiocyanat-Anker möglich und ein maßgeschneidertes Werkzeug für Zelladhäsionsuntersuchungen chemisch charakterisiert.
Mit Polymer-Blend-Lithographie ist es gelungen, in ähnlicher Weise die Ausbildung von Silanfilmen ortsselektiv zu begrenzen, und die prinzipielle Kombinierbarkeit beider Techniken ist gezeigt. Diese strukturierten Aminosilanfilme wurden zur Immobilisierung von Nukleinsäuren verwendet, die wiederum in Studien zur Selbstassemblierung von TMV-artigen Nanostäbchen Eingang fanden. Es konnte nicht nur gezeigt werden, dass eine Selbstassemblierung auch an immobilisierte RNA erfolgen kann, sondern mit Hilfe der Strukturen war auch eine örtliche Begrenzung der Ausbildung der Nanostäbchen möglich.
Auf PS-Filmen war es dagegen mit der angewendeten UV-Maskenbelichtungstechnik nicht in gleicher Weise möglich die Ausbreitung eines Silanfilms in der Mikrostruktur der Maske zu begrenzen. Es wurde gezeigt, dass die verwendeten Masken zu schmal für einen umfassenden Schutz der darunterliegenden PS-Bereiche sind. Die maßgeschneiderte Biofunktionalisierung UV-strukturierter PS-Filme für die Anwendung als Stammzelladhäsionssubstrat wurde daher durch nicht kovalente Adsorption von Gelatine erreicht. Die homogene Aminosilanisierung von UV-aktivierten PS-Filmen funktioniert allerdings und auch die Immobilisierung von Testproteinen ist möglich.
Die generelle Anwendbarkeit der SNAP-tag-Technologie zur Immobilisierung von Fusionsproteinen an Aminosilanfilme konnte ebenfalls gezeigt werden. Dies war auch auf aminofunktionalisierte Quanten Punkte übertragbar. Sowohl die Immobilisierung des SNAP-Proteins alleine als auch des His-SNAP-GFP Fusionsproteins über den SNAP-tag konnte belegt werden. Die aminofunktionalisierten Quanten Punkte erwiesen sich gegen unspezifischen Adhäsion der genannten Proteine als erstaunlich gut passiviert, sodass die Zahl immobilisierter SNAP-tag-Fusionsproteine relativ gut kontrolliert werden konnte.
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