Entwicklung einer neuartigen Biosensor-Plattform zur Protein-Detektion:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düren
Shaker Verlag
2020
|
| Schriftenreihe: | Bayreuther Beiträge zur Sensorik und Messtechnik
Band 30 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | xiv, 125 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 215 g |
| ISBN: | 9783844072099 3844072098 |
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | XII
INHALTSVERZEICHNIS
DANKSAGUNG III
KURZFASSUNG V
ABSTRACT VII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IX
1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1
2 GRUNDLAGEN 4
2.1 ENTZUENDUNG. 4
2.1.1 PATHOPHYSIOLOGIE DER CHRONISCHEN ENTZUENDUNG. 4
2.1.2 PROTEIN-BIOMARKER PULMONALER KRANKHEITEN . 5
2.2 IMMUNOASSAYS. 6
2.2.1 STRUKTUR VON ANTIKOERPERN. 6
2.2.2 IMMUNOASSAY-FORMATE. 7
2.2.3 IMMOBILISIERUNG VON PROTEINEN. 9
2.3 BIOSENSOREN. 10
2.3.1 TRANSDUKTIONSPRINZIPIEN. 11
2.3.2 MIKRO- UND NANOMATERIALIEN. 12
2.4 KENNGROESSEN BIOANALYTISCHER METHODEN. 14
2.5 ELEKTROCHEMIE. 17
2.5.1 ZYKLOVOLTAMMETRIE . 19
2.5.2 AMPEROMETRIE. 20
2.5.3 EINFLUSSFAKTOREN ELEKTROCHEMISCHER REAKTIONEN. 21
2.6 FLIESSINJEKTIONSANALYSE. 22
3 STAND DER TECHNIK 24
3.1 STANDARDMETHODEN ZUR DETEKTION VON ZYTOKINEN. 24
3.2 ELEKTROCHEMISCHE IMMUNOSENSOREN ZUR DETEKTION VON ZYTOKINEN . 25
3.3 TEMPERIERTE ELEKTROCHEMISCHE SENSOREN UND SYSTEME. 28
3.4 DEFIZITE HINSICHTLICH EINER ANWENDUNG. 29
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/1203315406
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
4 DAS SENSORPRINZIP IM DETAIL 33
5 METHODEN DER SENSORENTWICKLUNG 36
5.1 DURCHFUEHRUNG EINES OPTISCHEN ELISA . 36
5.2 CHARAKTERISIERUNG DER ELEKTRODEN MITTELS RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
(REM) 37
5.3 PRAEPARATION DER IMMUNOSENSOREN. 38
5.3.1 KOVALENTE ANBINDUNG DER FAENGERANTIKOERPER AN SINGLE-WALLED CARBON
NANOTUBES (SWCNT)-ELEKTRODEN. 38
5.3.2 KOVALENTE ANBINDUNG DER FAENGERANTIKOERPER AN MAGNETPARTIKEL . . 39
5.4 UEBERPRUEFUNG DER KOVALENTEN ANBINDUNG DER FAENGERANTIKOERPER. 40
5.4.1 UEBERPRUEFUNG DER KOVALENTEN ANBINDUNG AN SWCNT-EIEKTRODEN . . 40
5.4.2 UEBERPRUEFUNG DER KOVALENTEN ANBINDUNG AN MAGNETPARTIKEL. 41
5.5 IMMUNOLOGISCHE NACHWEISREAKTION. 41
5.5.1 IMMUNOLOGISCHE NACHWEISREAKTION AUF SWCNT-EIEKTRODEN .... 42
5.5.2 IMMUNOLOGISCHE NACHWEISREAKTION AUF MAGNETPARTIKELN. 42
5.6 ELEKTROCHEMISCHE CHARAKTERISIERUNG DER IMMUNOSENSOREN. 43
5.6.1 ZYKLOVOLTAMMETRIE . 43
5.6.2 AMPEROMETRIE. 44
6 ERGEBNISSE UND DISKUSSION DER SENSORENTWICKLUNG 46
6.1 SYSTEMATISCHE BEWERTUNG VERSCHIEDENER SENSORKONZEPTE. 46
6.1.1 ARBEITSPOTENTIAL UND WASSERSTOFFPEROXID-KONZENTRATION. 47
6.1.2 KONZEPTBEWERTUNG UND KONZEPTAUSWAHL. 50
6.2 OPTIMIERUNG DES IL-13-LMMUNOSENSORS . 54
6.2.1 UNTERSUCHUNG DER ANALYTUNABHAENGIGEN SENSORANTWORT. 55
6.2.2 VERWENDUNG VON STREPTAVIDIN-HRP ALS AUSLESEMOLEKUEL. 57
6.2.3 OPTIMIERUNG DER ANTIKOERPER-KONZENTRATIONEN. 59
6.3 CHARAKTERISIERUNG DER ELEKTRODENOBERFLAECHE MITTELS REM. 61
6.4 CHARAKTERISIERUNG DES IL-13-LMMUNOSENSORS. 62
6.5 ENTWICKLUNG EINES IMMUNOSENSORS ZUM NACHWEIS VON TNFA. 66
6.6 CHARAKTERISIERUNG DES TNFA-LMMUNOSENSORS. 67
6.7 ZUSAMMENFASSUNG DER SENSORENTWICKLUNG. 70
7 METHODEN DER SYSTEMENTWICKLUNG 73
7.1 BESTIMMUNG DER STROEMUNGSPARAMETER DES FLIESSSYSTEMS. 73
7.2 ELEKTROCHEMISCHE CHARAKTERISIERUNG DER IMMUNOSENSOREN IM FLIESSSYSTEM
. 74
7.3 UNTERSUCHUNG VON QUEREMPFINDLICHKEITEN DER IMMUNOSENSOREN. 75
7.3.1 BESTIMMUNG DES EINFLUSSES DER TEMPERATUR AUF DIE IMMUNOSENSOREN 75
7.3.2 BESTIMMUNG DER SELEKTIVITAET DER IMMUNOSENSOREN. 76
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
7.3.3 UNTERSUCHUNG DER KREUZREAKTIVITAET DER IMMUNOSENSOREN. 78
8 ERGEBNISSE UND DISKUSSION DER SYSTEMENTWICKLUNG 79
8.1 DESIGN UND AUFBAU EINES FLIESSSYSTEMS. 79
8.2 ERMITTLUNG DER OPTIMALEN STROEMUNGSPARAMETER. 81
8.3 VERGLEICHENDE SENSORCHARAKTERISIERUNG IM FLIESSSYSTEM UND IM
BECHERGLAS 84
8.4 UNTERSUCHUNG DES TEMPERATUREINFLUSSES AUF DAS SENSORSIGNAL. 86
8.4.1 BESTIMMUNG DES TEMPERATUROPTIMUMS DES IL-13-LMMUNOSENSORS 86
8.4.2 SENSORCHARAKTERISIERUNG BEI VERSCHIEDENEN TEMPERATUREN. 88
8.5 UNTERSUCHUNG WEITERER QUEREMPFINDLICHKEITEN . 90
8.5.1 SELEKTIVITAETSSTUDIE DES IL-13-LMMUNOSENSORS. 90
8.5.2 ERMITTLUNG DER KREUZREAKTIVITAET DER IMMUNOSENSOREN. 93
8.6 ZUSAMMENFASSUNG DER SYSTEMENTWICKLUNG . 94
9 FAZIT UND AUSBLICK 96
ANHANG 99
A.L CHEMIKALIEN UND BIOCHEMIKALIEN . 100
A.2 PUFFER UND LOESUNGEN. 101
A.3 GERAETE UND VERBRAUCHSMATERIALIEN. 102
A.4 TECHNISCHE ZEICHNUNGEN. 104
A.5 WEITERE EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE. 108
LITERATURVERZEICHNIS 112
EIGENE VEROEFFENTLICHUNGEN
125
|
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XII
INHALTSVERZEICHNIS
DANKSAGUNG III
KURZFASSUNG V
ABSTRACT VII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IX
1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1
2 GRUNDLAGEN 4
2.1 ENTZUENDUNG. 4
2.1.1 PATHOPHYSIOLOGIE DER CHRONISCHEN ENTZUENDUNG. 4
2.1.2 PROTEIN-BIOMARKER PULMONALER KRANKHEITEN . 5
2.2 IMMUNOASSAYS. 6
2.2.1 STRUKTUR VON ANTIKOERPERN. 6
2.2.2 IMMUNOASSAY-FORMATE. 7
2.2.3 IMMOBILISIERUNG VON PROTEINEN. 9
2.3 BIOSENSOREN. 10
2.3.1 TRANSDUKTIONSPRINZIPIEN. 11
2.3.2 MIKRO- UND NANOMATERIALIEN. 12
2.4 KENNGROESSEN BIOANALYTISCHER METHODEN. 14
2.5 ELEKTROCHEMIE. 17
2.5.1 ZYKLOVOLTAMMETRIE . 19
2.5.2 AMPEROMETRIE. 20
2.5.3 EINFLUSSFAKTOREN ELEKTROCHEMISCHER REAKTIONEN. 21
2.6 FLIESSINJEKTIONSANALYSE. 22
3 STAND DER TECHNIK 24
3.1 STANDARDMETHODEN ZUR DETEKTION VON ZYTOKINEN. 24
3.2 ELEKTROCHEMISCHE IMMUNOSENSOREN ZUR DETEKTION VON ZYTOKINEN . 25
3.3 TEMPERIERTE ELEKTROCHEMISCHE SENSOREN UND SYSTEME. 28
3.4 DEFIZITE HINSICHTLICH EINER ANWENDUNG. 29
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/1203315406
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
4 DAS SENSORPRINZIP IM DETAIL 33
5 METHODEN DER SENSORENTWICKLUNG 36
5.1 DURCHFUEHRUNG EINES OPTISCHEN ELISA . 36
5.2 CHARAKTERISIERUNG DER ELEKTRODEN MITTELS RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
(REM) 37
5.3 PRAEPARATION DER IMMUNOSENSOREN. 38
5.3.1 KOVALENTE ANBINDUNG DER FAENGERANTIKOERPER AN SINGLE-WALLED CARBON
NANOTUBES (SWCNT)-ELEKTRODEN. 38
5.3.2 KOVALENTE ANBINDUNG DER FAENGERANTIKOERPER AN MAGNETPARTIKEL . . 39
5.4 UEBERPRUEFUNG DER KOVALENTEN ANBINDUNG DER FAENGERANTIKOERPER. 40
5.4.1 UEBERPRUEFUNG DER KOVALENTEN ANBINDUNG AN SWCNT-EIEKTRODEN . . 40
5.4.2 UEBERPRUEFUNG DER KOVALENTEN ANBINDUNG AN MAGNETPARTIKEL. 41
5.5 IMMUNOLOGISCHE NACHWEISREAKTION. 41
5.5.1 IMMUNOLOGISCHE NACHWEISREAKTION AUF SWCNT-EIEKTRODEN . 42
5.5.2 IMMUNOLOGISCHE NACHWEISREAKTION AUF MAGNETPARTIKELN. 42
5.6 ELEKTROCHEMISCHE CHARAKTERISIERUNG DER IMMUNOSENSOREN. 43
5.6.1 ZYKLOVOLTAMMETRIE . 43
5.6.2 AMPEROMETRIE. 44
6 ERGEBNISSE UND DISKUSSION DER SENSORENTWICKLUNG 46
6.1 SYSTEMATISCHE BEWERTUNG VERSCHIEDENER SENSORKONZEPTE. 46
6.1.1 ARBEITSPOTENTIAL UND WASSERSTOFFPEROXID-KONZENTRATION. 47
6.1.2 KONZEPTBEWERTUNG UND KONZEPTAUSWAHL. 50
6.2 OPTIMIERUNG DES IL-13-LMMUNOSENSORS . 54
6.2.1 UNTERSUCHUNG DER ANALYTUNABHAENGIGEN SENSORANTWORT. 55
6.2.2 VERWENDUNG VON STREPTAVIDIN-HRP ALS AUSLESEMOLEKUEL. 57
6.2.3 OPTIMIERUNG DER ANTIKOERPER-KONZENTRATIONEN. 59
6.3 CHARAKTERISIERUNG DER ELEKTRODENOBERFLAECHE MITTELS REM. 61
6.4 CHARAKTERISIERUNG DES IL-13-LMMUNOSENSORS. 62
6.5 ENTWICKLUNG EINES IMMUNOSENSORS ZUM NACHWEIS VON TNFA. 66
6.6 CHARAKTERISIERUNG DES TNFA-LMMUNOSENSORS. 67
6.7 ZUSAMMENFASSUNG DER SENSORENTWICKLUNG. 70
7 METHODEN DER SYSTEMENTWICKLUNG 73
7.1 BESTIMMUNG DER STROEMUNGSPARAMETER DES FLIESSSYSTEMS. 73
7.2 ELEKTROCHEMISCHE CHARAKTERISIERUNG DER IMMUNOSENSOREN IM FLIESSSYSTEM
. 74
7.3 UNTERSUCHUNG VON QUEREMPFINDLICHKEITEN DER IMMUNOSENSOREN. 75
7.3.1 BESTIMMUNG DES EINFLUSSES DER TEMPERATUR AUF DIE IMMUNOSENSOREN 75
7.3.2 BESTIMMUNG DER SELEKTIVITAET DER IMMUNOSENSOREN. 76
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
7.3.3 UNTERSUCHUNG DER KREUZREAKTIVITAET DER IMMUNOSENSOREN. 78
8 ERGEBNISSE UND DISKUSSION DER SYSTEMENTWICKLUNG 79
8.1 DESIGN UND AUFBAU EINES FLIESSSYSTEMS. 79
8.2 ERMITTLUNG DER OPTIMALEN STROEMUNGSPARAMETER. 81
8.3 VERGLEICHENDE SENSORCHARAKTERISIERUNG IM FLIESSSYSTEM UND IM
BECHERGLAS 84
8.4 UNTERSUCHUNG DES TEMPERATUREINFLUSSES AUF DAS SENSORSIGNAL. 86
8.4.1 BESTIMMUNG DES TEMPERATUROPTIMUMS DES IL-13-LMMUNOSENSORS 86
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8.5 UNTERSUCHUNG WEITERER QUEREMPFINDLICHKEITEN . 90
8.5.1 SELEKTIVITAETSSTUDIE DES IL-13-LMMUNOSENSORS. 90
8.5.2 ERMITTLUNG DER KREUZREAKTIVITAET DER IMMUNOSENSOREN. 93
8.6 ZUSAMMENFASSUNG DER SYSTEMENTWICKLUNG . 94
9 FAZIT UND AUSBLICK 96
ANHANG 99
A.L CHEMIKALIEN UND BIOCHEMIKALIEN . 100
A.2 PUFFER UND LOESUNGEN. 101
A.3 GERAETE UND VERBRAUCHSMATERIALIEN. 102
A.4 TECHNISCHE ZEICHNUNGEN. 104
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