DNA-Kohlenstoffnanorohr-Konjugate: Biokompatibilität, ex vivo-Verhalten, Funktionalisierung
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2012
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INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGEN V
1 EINLEITUNG 1
2 GRUNDLAGEN UND KENNTNISSTAND 5
2.1 KOHLENSTOFFNANOROEHREN 5
2.1.1 HERSTELLUNG U N D KLASSIFIZIERUNG 6
2.1.2 PHOTOPHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN 8
2.2 DESOXYRIBONUKLEINSAEURE 12
2.2.1 AUFBAU 12
2.2.2 S T R U K T U R 13
2.2.3 STABILITAET 14
2.3 DNA-KOHLENSTOFFNANOROHR-KONJUGATE 15
2.4 KOHLENSTOFFNANOROEHREN IN ZELLEN 18
2.4.1 MECHANISMEN Z U R ZELLINKORPORATION 19
2.4.2 ZELLULAERE INTERAKTIONEN MIT KOHLENSTOFFNANOROEHREN . . . 21 2.4.3
ZYTOTOXIZITAET VON KOHLENSTOFFNANOROEHREN 2 3
2.5 ZELLLINIEN 2 5
2.5.1 MURINE MAKROPHAGEN J774.1 2 6
2.5.2 H U M A N E EPITHELZELLEN HELA 2 7
3 METHODEN UND DURCHFUEHRUNG 29
3.1 PROBENPRAEPARATION 2 9
3.1.1 DISPERGIERUNG 2 9
3.1.2 DICHTEGRADIENTENULTRAZENTRIFUGATION 3 1
3.1.3 ZENTRIFUGENFILTRATION 3 3
3.1.4 STERILE PROBENPRAEPARATION 3 5
I
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IMAGE 2
II
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
3.2 PROBENCHARAKTIERISIERUNG 3 6
3.2.1 ABSORPTIONSSPEKTROSKOPIE 3 6
3.2.2 EMISSIONSSPEKTROSKOPIE 3 7
3.3 ZELLKULTUREN 3 8
3.3.1 MAUSMAKROPHAGEN 3 8
3.3.2 STERILKONTROLLE 3 9
3.3.3 UMGANG MIT HELA-ZELLEN 4 1
3.3.4 ZYTOTOXIZITAETSUNTERSUCHUNGEN 4 5
3.3.5 KONFOKALE MIKROSKOPIE 5 0
3.3.6 FLUORESZENZMIKROSPEKTROSKOPIE 5 2
3.4 DNA-FUNKTIONALISIERUNG 5 4
3.4.1 MATERIALIEN 5 4
3.4.2 FLUORESZENZSPEKTROSKOPIE 5 7
3.4.3 ZEITKORRELIERTES EINZELPHOTONENZAEHLEN 5 7
4 BIOKOMPATIBILITAET VON DNA-KOHLENSTOFFNANOROHR-KONJUGATEN 59 4.1
MOTIVATION U N D AUFGABENSTELLUNG 5 9
4.2 EXPERIMENTE 6 1
4.2.1 ENZYM 6 1
4.2.2 PROTEINMISCHUNG 6 3
4.2.3 PH-REIHEN 6 5
4.2.4 ZYTOTOXIZITAET GEGENUEBER J774.1 6 6
4.2.5 ZYTOTOXIZITAET GEGENUEBER HELA 6 7
4.3 ERGEBNISSE U N D INTERPRETATION 7 0
4.3.1 BIOSTABILITAETSSTUDIEN 7 0
4.3.2 ZYTOTOXIZITAETSSTUDIEN 8 2
4.4 ZUSAMMENFASSUNG U N D AUSBLICK 8 9
5 DNA-KOHLENSTOFFNANOROHR-KONJUGATE IN HELA-ZELLEN 91
5.1 KENNTNISSTAND U N D AUFGABENSTELLUNG 9 1
5.2 EXPERIMENTE 9 3
5.2.1 ZELLKULTUREN 9 4
5.2.2 MIKROSKOPIE 9 6
5.2.3 MIKROSPEKTROSKOPIE 9 6
IMAGE 3
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S III
5.3 ERGEBNISSE U N D INTERPRETATION 9 7
5.3.1 MIKROSKOPIE IN HELA-ZELLEN 9 7
5.3.2 SPEKTROSKOPIE IN HELA-ZELLEN 104
5.4 ZUSAMMENFASSUNG U N D AUSBLICK 112
6 FUNKTIONALISIERUNG VON DNA-KOHLENSTOFFNANOROHR-KONJUGATEN 115 6.1
KENNTNISSTAND U N D AUFGABENSTELLUNG 115
6.2 EXPERIMENTE 117
6.2.1 SULFHYDRYLIERUNG D E R DNA 119
6.2.2 AKTIVIERUNG D E S FLUOROPHORS 120
6.2.3 KUPPLUNG DES AKTIVIERTEN FLUOROPHORS A N FREIE DNA . . . 122 6.2.4
FUNKTIONALISIERUNG D U R C H ROHDISPERGIERUNG 123
6.2.5 FUNKTIONALISIERUNG D U R C H OBERFLAECHENABSAETTIGUNG . . . . 124
6.2.6 FUNKTIONALISIERUNG D U R C H DIREKTE REAKTION 124
6.3 ERGEBNISSE U N D INTERPRETATION 127
6.3.1 VORUNTERSUCHUNGEN 127
6.3.2 NACHWEIS D E R FUNKTIONALISIERUNG 131
6.3.3 QUANTIFIZIERUNG D E R FUNKTIONALISIERUNG 144
6.4 ZUSAMMENFASSUNG U N D AUSBLICK 150
7 ZUSAMMENFASSUNG 153
8 SUMMARY 157
LITERATURVERZEICHNIS 161
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 169
TABELLENVERZEICHNIS 173
DANKSAGUNG 175
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