Konjugate aus Übergangsmetallverbindungen und Biomolekülen als Bausteine für Biosensoren mit spektroskopischer und elektrochemischer Detektion

Abstract

Meine Gruppe nutzt die besonderen spektroskopischen und chemischen Eigenschaften von Übergangsmetallverbindungen für die Detektion und Modifizierung von Biomolekülen wie bioaktiven Peptiden und DNA-Analoga. Anwendungen unserer Biokonjugate umfassen die med. Diagnostik und DNA-Analytik, insbesondere auf sog. DNA Chips. Die folgenden Detektionsmethoden sind besonders auf Metallkomplexe zugeschnitten: • Optische Spektroskopie (incl. Fluoreszenzspektroskopie) • Infrarot-Spektroskopie (u. a. als Carbonyl Metallo Immuno Assay CMIA) • Elektrochemische Detektion Von diesen ist die elektrochemische Detektion besonders für das moderne high-throughput Screening mithilfe von Biochips geeignet und stellt naturgemäß einen Schwerpunkt unserer Arbeiten dar, da eine Vielzahl von Metallkomplexen in einem geeigneten Potentialbereich reversibel oxdierbar bzw. reduzierbar ist. Die experimentelle Herausforderung liegt darin, luft- und wasserstabile Metallkomplexe mit geeigneten Eigenschaften zu identifizieren und milde, biokompatible Methoden für die Synthese der Biokonjugate mit diesen Metallkomplexen zu entwickeln. Offensichtlich können nur solche synthetischen Methoden verwendet werden, die mit den diversen funktionellen Gruppen in Biomolekülen (Amine, Amide, Alkohole, Thiole, etc.) kompatibel sind. Auf dem Poster präsentieren wir neue synthetische Methoden für die Markierung von Biomolekülen mit Übergangsmetallverbindungen, die in meiner Gruppe entwickelt wurden, sowie die Charakterisierung der Konjugate an ausgewählten Beispielen. In einem weiteren Projekt untersuchen wir Metallkomplexe von PNA (Peptide Nucleic Acid) auf ihre mögliche Verwendung in Biosensoren. PNA wurde 1991 von Nielsen und Buchardt entwickelt und ist ein DNA-Analogon mit ausgezeichneten Eigenschaften für Anwendungen in der Molekularbiologie und Biotechnologie. Die Wechselwirkung eines PNA-Ruthenium-Konjugates 2 mit komplementärer DNA und PNA wurde mittels UV-Schmelztemperatur und CD-Spektroskopie untersucht.