DOI Kapitel:
III. Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
DOI Kapitel:B. Das WIN-Kolleg
DOI Kapitel:4. Forschungsschwerpunkt
DOI Kapitel:Protein kinase D-regulated extracellular matrix degredation monitored by an optical biosensor
DOI Seite / Zitierlink: https://doi.org/10.11588/diglit.55658#0364
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FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES
Wasser
Hydrogelkugeln
Glas
eintrocknen
eintrocknen
IV Gold Nanopartikel
ablegen
Hydrogelkugeln entfernen
V
stromlose Abscheidung
Abb. 1. Herstellung eines optischen Biosensors. I—VI: Einzelne Herstellungsschritte für einen Biosensor,
der aus einem Goldfilm mit periodisch angeordneten, kleinen Löchern besteht.
zunächst Gold Nanopartikel an das Glas gebunden (IV). Nach Entfernung der Poly-
merkugeln (V) ermöglichen diese Nanopartikel das Wachstum eines Goldfilms durch
stromlose Abscheidung (VI). Die auf diesem Wege erzeugten „perforierten“ Goldfil-
me reagieren empfindlich aufVeränderungen des Brechungsindexes an der Grenz-
fläche Medium/Goldfilm.
Im Jahre 2010 wurde die Empfindlichkeit des optischen Biosensors ausführlich
getestet und das Herstellungsverfahren für den Biosensor und dessen optische Eigen-
schaften für die Detektion des Abbaus extrazellulärer Matrix optimiert. Insbesonde-
re wurde durch Veränderung des Abstandes der Löcher im Metallfilm die Wellenlän-
ge des transmittierten Lichtes auf den Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm ver-
schoben. Die Empfindlichkeit dieser Sensoren wurde mit Glukoselösungen
bestimmt und beträgt ca. 310 nm/RIU. Anschließend wurde eine ECM-Schicht
(Gelatine) auf die Sensoren mittels Schleuderbeschichtung aufgebracht und deren
Dicke mit AFM bestimmt. Die Empfindlichkeit des optischen Biosensors ist direkt
an der Grenzfläche Goldfilm/Gelatine besonders hoch. Daher wurde die Dicke der
Gelatineschicht auf ca. 200 nm eingestellt. Erste Experimente zum enzymatischen
Abbau dieser Gelatineschicht wurden mit Kollagenase durchgeführt. Der Abbau der
Gelatineschicht konnte durch eine Veränderung des optischen Signals des Biosensors
verfolgt werden. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse wird nun der Abbau
der Gelatineschicht durch für dieses Projekt interessantere Enzyme (MMPs) unter-
sucht.
Molekulare Mechanismen der Kontrolle der gerichteten Zellmigration durch PKD
PKD ist ein Schlüsselregulator der gerichteten Zellmigration in mehreren Krebs-
zelllinien, wie z.B. Pankreaskarzinom, Cervixkarzinom und Brustkrebszellen. PKD-
Kinaseaktivität beeinflusst maßgeblich die gerichtete Migration, wobei „aktive“
FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES
Wasser
Hydrogelkugeln
Glas
eintrocknen
eintrocknen
IV Gold Nanopartikel
ablegen
Hydrogelkugeln entfernen
V
stromlose Abscheidung
Abb. 1. Herstellung eines optischen Biosensors. I—VI: Einzelne Herstellungsschritte für einen Biosensor,
der aus einem Goldfilm mit periodisch angeordneten, kleinen Löchern besteht.
zunächst Gold Nanopartikel an das Glas gebunden (IV). Nach Entfernung der Poly-
merkugeln (V) ermöglichen diese Nanopartikel das Wachstum eines Goldfilms durch
stromlose Abscheidung (VI). Die auf diesem Wege erzeugten „perforierten“ Goldfil-
me reagieren empfindlich aufVeränderungen des Brechungsindexes an der Grenz-
fläche Medium/Goldfilm.
Im Jahre 2010 wurde die Empfindlichkeit des optischen Biosensors ausführlich
getestet und das Herstellungsverfahren für den Biosensor und dessen optische Eigen-
schaften für die Detektion des Abbaus extrazellulärer Matrix optimiert. Insbesonde-
re wurde durch Veränderung des Abstandes der Löcher im Metallfilm die Wellenlän-
ge des transmittierten Lichtes auf den Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm ver-
schoben. Die Empfindlichkeit dieser Sensoren wurde mit Glukoselösungen
bestimmt und beträgt ca. 310 nm/RIU. Anschließend wurde eine ECM-Schicht
(Gelatine) auf die Sensoren mittels Schleuderbeschichtung aufgebracht und deren
Dicke mit AFM bestimmt. Die Empfindlichkeit des optischen Biosensors ist direkt
an der Grenzfläche Goldfilm/Gelatine besonders hoch. Daher wurde die Dicke der
Gelatineschicht auf ca. 200 nm eingestellt. Erste Experimente zum enzymatischen
Abbau dieser Gelatineschicht wurden mit Kollagenase durchgeführt. Der Abbau der
Gelatineschicht konnte durch eine Veränderung des optischen Signals des Biosensors
verfolgt werden. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse wird nun der Abbau
der Gelatineschicht durch für dieses Projekt interessantere Enzyme (MMPs) unter-
sucht.
Molekulare Mechanismen der Kontrolle der gerichteten Zellmigration durch PKD
PKD ist ein Schlüsselregulator der gerichteten Zellmigration in mehreren Krebs-
zelllinien, wie z.B. Pankreaskarzinom, Cervixkarzinom und Brustkrebszellen. PKD-
Kinaseaktivität beeinflusst maßgeblich die gerichtete Migration, wobei „aktive“