1.2 - Echtzeitdetektion der Adsorption einzelner Nanopartikel auf funktionalisierten Oberflächen mittels hochauflösender SPR-Mikroskopie
- Event
- 12. Dresdner Sensor-Symposium 2015
2015-12-07 - 2015-12-09
Hotel Elbflorenz, Dresden - Chapter
- 1. Sensormaterialien
- Author(s)
- V. Scherbahn, S. Nizamov, F. Klemm, K. Tonder, V. Mirsky - Brandenburgische Technische Universität, Cottbus-Senftenberg/D
- Pages
- 18 - 23
- DOI
- 10.5162/12dss2015/1.2
- ISBN
- 978-3-9813484-9-1
- Price
- free
Abstract
In dieser Arbeit präsentieren wir eine neue Methode für die ultra-sensitive und markierungsfreie Detektion und Visualisierung von einzelnen Nanopartikeln in Echtzeit. Die Anwendung basiert auf der SPRMikroskopie mit CCD-Kamera als Lichtdetektor. Durch eine spezielle optische Konfiguration wird eine ~ 1 mm2 große Sensoroberfläche abgebildet. Werden die erzeugten SPR-Bilder anschließend differenziert, können geringste Änderungen im Brechungsindex, die z.B. durch die Adsorption von Nanopartikeln an der Sensoroberfläche entstehen, abgebildet werden. Je nach Material und Größe der Nanopartikel zeigen sie unterschiedliche Bildmuster, ähnlich einem Fingerabdruck.
Im ersten Teil dieser Arbeit wird die Interaktion von Nanopartikeln an funktionalisierten planaren Sensoroberflächen untersucht. Die Erhöhung der Ionenstärke spielt hierbei eine entscheidende Rolle und führt zur Änderung des Adsorptionsverhaltens der Nanopartikel. Darauf aufbauend wird im nächsten Schritt die selektive Adsorption von Nanopartikeln auf array-artig strukturierten Sensoroberflächen mit positiv und negativ geladenen Arealen untersucht.
Um die Messtechnologie mit realen proben zu testen, die möglicherweise mit Nanopartikeln kontaminiert sind, wurden verschiedene Testflüssigkeiten (Mineralwasser, Weißwein und Apfelsaft) mit Nanopartikeln bekannter Art, Größe und Konzentration versetzt und gemessen.
Die Anwendung des hier vorgestellten SPR-Mikroskops zeigt ein starkes Potential zur Entwicklung von ultra-sensitiven bioanalytischen Techniken für die Detektion industriell hergestellter Nanopartikel, Viren, Proteinaggregate und weiterer Biomoleküle. Außerdem besteht die Möglichkeit, das SPR-Mikroskop mit anderen Techniken, z.B. elektrochemische Methoden, zu koppeln.