Labelfreier Nachweis von DNA für die Virusdetektion
- Event
- 10. Dresdner Sensor-Symposium 2011
2011-12-05 - 2011-12-07
Dresden - Chapter
- Miniaturisierte analytische Verfahren I
- Author(s)
- K. Kleo, A. Kapp, C. Witte, C. Tersch, F. Lisdat - Wildau
- Pages
- 47 - 50
- DOI
- 10.5162/10dss2011/2.3
- ISBN
- 978-3942710-53-4
- Price
- free
Abstract
Vaccinia Viren besitzen ein doppelsträngiges DNA Erbgut und gehören zu der Familie der Orthopox Viren. Im Volksmund bekannt als Kuhpocken, trat diese Pockenvariante hauptsächlich bei Rindern auf. Jedoch ist dieser Erreger durchaus infektiös auch für andere Säugetiere; in Deutschland sind einige Fälle dokumentiert, bei denen es zu Infektionen von Katzen, Zootieren und auch Menschen gekommen ist. Immunologisch spielt der Vaccinia Virus eine wichtige Rolle bei der humanen Pockenschutzimpfung, da er eine Immunantwort generiert, welche den Patienten vor einer letalen Pockeninfektion schützt. Bedauerlicherweise rückte der Vaccinia Virus jedoch auch als potentieller Kampfstoff, in den Fokus des Bioterrorismus. Deshalb konnte in den letzten Jahren ein erhöhtes Interesse in der Forschung und Sensorentwicklung für die Detektion von Vaccinia Viren beobachtet werden.
In dieser Arbeit beschreiben wir ein Sensorsystem für die indirekte Detektion von Vaccinia Viren durch DNA-Hybridisierung. Als Sensorsystem wurde die Quarzmikrowaagen Technologie (QCM) und für einen DNA-Amplifikationsschritt die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) genutzt. Für die Immobilisierung der Fänger-DNA auf dem Sensorchip wurden verschiedene Strategien untersucht. Zusätzlich wurde der Einfluss von Struktur und Länge des zu hybridisierenden Targets auf die Bindung an den Sensorchip analysiert. Basierend auf diesen Ergebnissen konnte ein Sensor-Durchflusssystem etabliert werden, dessen Sensitivität sich im nanomolaren Konzentrationsbereich bewegt und vergleichbar ist zu anderen markierungsfreien Detektionsmethoden. Die resultierende DNA-Detektionszeit konnte, verglichen mit klassischen Methoden, deutlich reduziert werden. Für die Analyse von, durch PCR erzeugte, dsDNA wurde eine Denaturierungsprozedur entwickelt. Dadurch wird bereits bei einer PCR mit 10 Zyklen ausreichend einzelsträngiges Probenmaterial für eine sensitive QCM-Detektion bereitgestellt. Die Spezifität des QCM-Signals und die Signalhöhe kann zusätzlich verstärkt werden. Dies geschieht durch einen zweiten Hybridisierungsschritt mit einem Au-Nanopartikel markierten spezifischen Oligonukleotid.