Cytochrom c-basierter Superoxidsensor in organischen Medien

Abstract

Das Superoxid-Radikal O2- ist wegen seiner toxischen Wirkung in der Medizin von grossem Interesse. Es hat sich ausserdem als geeignetes Modellsystem zur Untersuchung von Radikal-Scavengern bewährt. Der untersuchte Sensor besteht aus an einer Goldelektrode kovalent immobilisiertem Cytochrom c und kann amperometrisch zur Bestimmung der Konzentration von Superoxid-Radikalen verwendet werden. Dies ermöglicht, die antioxidative Wirkung von Substanzen nachzuweisen, welche Superoxid-Ionen abfangen und somit die Superoxid-Konzentration im Medium verringern. Die Methode ist in rein wässrigen Systemen etabliert. Dies limitiert allerdings die Anwendung auf hydrophile Substanzen. Der Sensor kann somit nicht für die Charakterisierung der Vielzahl von antioxidativ wirksamen hydrophoben Naturprodukten, wie etwa Vitaminen, und der Bestimmung der Effektivität von kosmetischen Produkten auf Creme-Basis mit verschiedenen antioxidativen Beigaben angewendet werden. Insbesondere die Bestimmung der Gesamt-Effektivität von kosmetischen Produkten mit verschiedenen antioxidativen Zusätzen ist hier von grossem Interesse. Um diese Beschränkung aufzuheben und somit die Anwendungsbreite des Sensors erheblich zu erweitern, werden in der vorliegenden Arbeit die Elektrochemie von kovalent immobilisiertem Cytochrom c und das Detektionsverhalten des Sensors in nicht rein wässrigen Lösungen, d.h. in verschiedenen organischen Lösungsmitteln sowie Gemischen dieser Lösungsmittel mit wässrigem Puffer, untersucht. Im etablierten Sensor wird das Cytochrom c mittels des Linkers Mercaptoundecansäure kovalent an einer Goldelektrode immobilisiert. Dessen Schwefel-Gruppe bindet an die Oberfläche der Goldelektrode; die Säurefunktion wird an Lysin-Reste des Cytochrom c kovalent gebunden.