tud Oberflächenplasmonenresonanz-basierte DNA-Chips und Nucleobasen-Sequenzentwurf 2013-10-30 [Electronic ed.] 4519974-7 Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden prv Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, Dresden Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften Professur für Physikalische Chemie, Mess- und Sensortechnik male Schabo Die vorliegende Dissertation beschreibt die Erarbeitung anwendbarer Methoden zum Aufbau Oberflächenplasmonenresonanz (SPR)-basierter DNA-Mikroarrays. Es werden die Beziehungen zwischen allen Teilschritten der Entwicklung eines DNA-Biosensors aufgezeigt. Die Sondendichte auf der Sensoroberfläche ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit eines DNA-Chips. In dieser Arbeit werden thiolmodifizierte Sonden und solche mit Phosphorothioatgruppen verwendet und verglichen. Der Aufbau selbstorganisierender Monoschichten, bestehend aus Mercaptoalkoholen und thiolmodifizierten DNA-Einzelsträngen, wird mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie untersucht. Es werden bis zu 180 Spots auf einem SPR-Chip aufgetragen. Eine weitere Erhöhung der Anzahl an Sondenorten pro Chip wird mit einer hydrophil/hydrophoben Strukturierung der Arrayoberfläche erreicht. Dies erfolgt durch das Mikrokontaktdrucken mit Alkanthiolen. Die selektiven Hybridisierungen der Produkte der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) werden bei SPR-Messungen auf DNA-Mikroarrays detektiert. Eine schnelle markierungsfreie Echtzeitanalyse wird bei Hybridisierungen im mikrofluidischen Kanal innerhalb weniger Minuten erzielt. Die Anwendbarkeit dieser Methoden wurde anhand der Mutationsanalyse der Fusionsgene AML1-ETO und CBFB-MYH11 bei der akuten myeloischen Leukämie bestätigt. Die Hybridisierungseffizienz auf DNA-Mikroarrays hängt stark von der Sodensequenz ab. SPR-Experimente zeigen, dass die Ausbildung der Haarnadelstrukturen die Ursache dafür ist. Ein Computerprogramm (EGNAS) auf Grundlage eines neu entwickelten Nucleobasen-Sequenzentwurf-Algorithmus, ermöglicht die Generierung vollständiger Sequenzsätze. Die Intra- und Interstrangeigenschaften dieser Sequenzen können kontrolliert werden, um Haarnadelstrukturen und Kreuzhybridisierungen zu vermeiden. Dadurch können optimierte Sequenzen für Anwendungen auf DNA-Chips oder in der DNA-Nanobiotechnologie entworfen werden. 540 VG 6867 Oberflächenplasmonenresonanz, SPR, Röntgenphotoelektronenspektroskopie, XPS, selbstorganisierende Monoschicht, SAM, Thiole, DNA-Chip, Mikroarray, Haarnadelstrukturen, Mikrokontaktdrucken, Sequenzentwurf-Algorithmus surface plasmon resonance, SPR, X-ray photoelectron spectroscopy, XPS, self-assembled monolayer, SAM, thiols, DNA chip, microarray, hairpin structure, microcontact printing, sequence design algorithm urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-126339 Technische Universität Dresden dgg Technische Universität Dresden, Dresden Alfred Kick 1981-10-15 aut Michael Mertig Prof. Dr. rev Patrick Wagner Prof. Dr. rev ger 2013-03-28 2013-09-27 born digital Alfred Kick 01627537415 alfred.kick@gmail.com doctoral_thesis Status: Not well-formed ; ErrorMessage: Lexical error ; Offset: 4643779