Aufbau und Charakterisierung eines Systems zur Untersuchung intermolekularer Wechselwirkungen mit hohen Ratenkonstanten

Abstract

In dieser Arbeit sind folgende Ergebnisse zusammengefaßt und erörtert worden:

1. Es wurde ein mikrofluidisches System mit hydrodynamischer bzw. hydrostatischer Injektion aufgebaut. Als Technik für die Mikrostrukturierung der Kanäle wurde die PCB-Technik als billige und effiziente Alternative zu den zahllosen anderen Techniken angewandt.

2. Dieses System wurde unter hydrodynamischen Gesichtspunkten mit CCD-Kamera und Photomultiplier charakterisiert. Alle Messungen wurden mit relativ einfachen mathematischen Methoden auch nachgerechnet. Theorie und Experiment stimmten im Rahmen des möglichen miteinander überein.

3. Ein Lock-In-Verstärker wurde in das System integriert und es konnte gezeigt werden, daß Empfindlichkeit und Nachweisgrenze bei Beobachtung eines Fluoreszenz-Farbstoffs mit einem Photomultiplier bei Anwendung der Modulationstechnik um den Faktor 50 bis 100 verbessert werden konnte.

4. Die Modulationstechnik wurde auf die reflektometrische Interferenzspektroskopie (RIfS) angewendet. Ein Spektrometer zur Beobachtung des Reflexionsspektrums wurde anstatt des Photomultipliers in das Meß-System eingebaut.

5. Als „Versuchskaninchen' wurde Vancomycin gewählt. Transducer wurden hergestellt, die spezifisch für dieses Molekül sind. Es wurde gezeigt, daß mit diesen Transducern ein Fermentationsprozeß (wenn auch nur off-line) verfolgt werden kann.

6. Schließlich wurde das Vancomycin mit einem Spektrometer in Zusammenarbeit mit dem Lock-In-Verstärker gemessen. Die Ergebnisse geben zu einigen Hoffnungen Anlaß. Prinzipiell konnte damit ein System fertiggestellt werden, daß es erlaubt, ein Biomolekül reversibel mit der Modulationstechnik zu detektieren.

7. Ein weiterer Ansatz, der verfolgt wurde, war die Erzeugung dünner Analyt-Schichten an der Oberfläche des Transducers.

In this work the following results are summarized and discussed:

1. A micro flow system with hydrostatical injection was constructed using PCB technique. 2. The system was charakterized by CCD camera and photo multiplier. All experimental results have been calculated using simple mathematic modells. Calculations and experiments have shown a great correspondence. 3. A lock-in amplifier was integrated in the system. Thereby the detection limit using modulation of analyte concentration was improved by two orders of size. 4. The modulation technique was applicated also to reflectometric interference spectroscopy (RIfS) using vancomycine as analyte.