Unter dem Motto „Innovation und Qualitätssicherung in der (Bio)Analytik“ werden in der Arbeitsgruppe Fluoreszenzspektroskopie der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, funktionelle Chromophor-Systeme, einfache Signalverstärkungs- und Multiplexingstrategien sowie innovative Validierungs- und rückführbare Standardisierungskonzepte für verschiedene fluorometrische Messgrößen und Methoden entwickelt. Im Mittelpunkt stehen dabei molekulare Fluorophore, Nanokristalle mit größenabhängigen optischen Eigenschaften (sogenannte Quantenpunkte, QDs) und fluoreszierende Partikel variabler Größe sowie Sonden und Sensormoleküle für neutrale und ionische Analyte und für die Charakterisierung von funktionellen Gruppen. Dabei erfolgen auch methodische Entwicklungen für die Fluoreszenzspektroskopie, die Fluoreszenzmikroskopie, die Milcrofluorometrie, die Sensorik und die Mikroarraytechnologie. Ziele sind u. a. das Design und die Untersuchung von multiplexfähigen selektiven und sensitiven Sonden für die Biomarkeranalytik, die Entwicklung von Methoden zur Charakterisierung der signalrelevanten Eigenschaften dieser Chromophor-Systeme und zur Charakterisierung von funktionellen Gruppen an Oberflächen und ihre Validierung sowie die Entwicklung und Bereitstellung von formatadaptierbaren, flexibel ersetzbaren
Standards für die fluoreszenzbasierte Multiparameteranalytik.
Aiming at the identification of new fluorescent reporters for targeted optical probes, we assessed the application-relevant features of a novel asymmetric cyanine, DY-681, in comparison to the only clinically approved dye indocyanine green (ICG), the golden imaging standard Cy5.5, and the asymmetric cyanine DY-676 successfully exploited by us for the design of different contrast agents. This comparison included the analysis of the spectroscopic properties of the free fluorophores and their thermal stability in aqueous solution as well as their cytotoxic potential. In addition, the absorption and emission features of IgG-conjugated DY-681 were examined. The trimethine DY-681 exhibited spectral features closely resembling that of the pentamethine Cy5.5. Its high thermal stability in phosphate buffer saline (PBS) solution in conjunction with its low cytotoxicity, reaching similar values as determined for Cy5.5 and DY-676, renders this dye more attractive as ICG and, due to its improved fluorescence quantum yield in PBS, also superior to DY-676. Although in PBS, Cy5.5 was still more fluorescent, the fluorescence quantum yields (Φf) of DY-681 and Cy5.5 in PBS containing 5 mass-% bovine serum albumin (BSA) were comparable. Labeling experiments with DY-681 and the model antibody IgG revealed promisingly high Φf values of the bioconjugated dye.