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Organisationseinheit der BAM
In dieser Arbeit wurden drei verschiedene Nanomaterialien auf ihre Bindungsfähigkeit zu Proteinen untersucht. Zu Beginn standen dabei die Herstellung stabiler Dispersionen der einzelnen Nanopartikel und die Stabilität der gebildeten Konjugate im Vordergrund. Der Nachweis einer erfolgreichen Konjugatbildung, sprich der Beschichtung von Nanopartikel mit Proteinen, wurde sowohl qualitativ mittels DLS-Messungen als auch über quantitative Protein-Bestimmungen erbracht. Für die Quantifizierung konnten verschiedene Methoden eingesetzt werden. Neben der klassischen Vorgehensweise, welche indirekt über die Quantifizierung von ungebundenem Protein im Überstand erfolgt, konnten ihm Rahmen dieser Arbeit verschiedene direkte Bestimmungsmethoden entwickelt werden. So wurden mittels kolorimetrischer Tests, wie dem BCA-Assay und dem Bradford-Assay, Nanodiamantdispersionen mit Hilfe einer Korrekturwellenlänge vermessen und quantifiziert. Ebenso zum Einsatz kam die Methode der Aminosäureanalytik, welche aufgrund ihrer guten Rückführbarkeit auf Aminosäurestandards Ergebnisse mit hoher Richtigkeit generieren kann und ebenso die Detektion kleiner Proteinmengen möglich macht.
Nach den erfolgten quantitativen Betrachtungen wurden die Protein-beschichteten Nanopartikel auf ihre Anwendbarkeit als Analoga von Virus-like Particles (VLP) bei einer Immunisierung zur Gewinnung von polyklonalen Antikörpern gegen humanes Ceruloplasmin in Kaninchen überprüft. Es konnte mittels ELISA gezeigt werden, dass die Konjugate erfolgreich für die Herstellung von Antikörpern eingesetzt werden können und im zeitlichen Verlauf einer Immunisierung eine Steigerung des Antikörper-Titers zu erreichen ist.
Different approaches have been proposed to treat cancer cells using gold nanoparticles (AuNPs) in combination with radiation ranging from infrared lasers to high-energy ion beams. Here we study the decomposition of the DNA/RNA nucleobases thymine (T) and uracil (U) and the well-known radiosensitizer 5-bromouracil (BrU) in close vicinity to AuNPs, which are irradiated with a nanosecond pulsed laser (532 nm) matching the surface plasmon resonance of the
AuNPs. The induced damage of nucleobases is analyzed by UV−vis Absorption spectroscopy and surface-enhanced Raman scattering (SERS). A clear DNA damage is observed upon laser irradiation. SERS spectra indicate the fragmentation of the aromatic ring system of T and U as the dominant form of damage, whereas with BrU mainly the cleavage of the Br−C bond and formation of Br− ions is observed. This is accompanied by a partial transformation of BrU into U. The observed damage is at least partly ascribed to the intermediate formation of lowenergy electrons from the laser-excited AuNPs and subsequent dissociative electron attachment to T, U, and BrU. These reactions represent basic DNA damage pathways occurring on the one hand in plasmon-assisted cancer therapy and on the other hand in conventional cancer radiation therapy using AuNPs as sensitizing agents.
Nanoaggregates formed by metal spheres of different radii and interparticle distances represent finite, deterministic, self-similar systems that efficiently concentrate optical fields and act as nanolenses. Here we verify experimentally the theoretical concept of nanolenses and explore their potential as enhancing nanostructures in surface enhanced Raman scattering (SERS). Self-similar structures formed by gold nanospheres of different sizes are generated by laser ablation from solid gold into water. These nanolenses exhibit SERS enhancement factors on the order of 109. The chemically clean preparation process provides several advantages over chemically prepared nanoaggregates and makes the stable and biocompatible gold nanolenses potent enhancing structures for various analytical and sensing applications.