tud
Oberflächenplasmonenresonanz-basierte DNA-Chips und Nucleobasen-Sequenzentwurf
2013-10-30
[Electronic ed.]
4519974-7
Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden
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Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, Dresden
Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften
Professur für Physikalische Chemie, Mess- und Sensortechnik
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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
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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
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