TY - THES A1 - Schubert, Kirsten T1 - Kopplung von Bilirubinoxidase an Kohlenstoffnanoröhrchen auf Elektroden N2 - In der vorliegenden Arbeit wurde ein Elektrodensystem aus MWCNT-modifizierten Goldelektroden mit kovalent fixierter Bilirubinoxidase elektrochemisch untersucht. Unter aeroben Bedingungen konnte ein DET von der Elektrode zur BOD durch die bioelektrokatalytische Reduktion von Sauerstoff zu Wasser detektiert werden. Das Startpotential der Elektrodenreaktion unter aeroben Bedingungen wurde mit etwa 720±10mV gegen SHE ermittelt. Mit dem hier beschriebenen Elektrodensystem sind in luftgesättigtem Puffer (bei 25±5°C) Stromdichten im Bereich von etwa 500 μA/cm2 möglich. Durch Ultraschallbehandlung der Kohlenstoffnanoröhren vor der Präparation, Variation der Auftragungsmenge und der BOD-Konzentration während der Immobilisierung konnte eine Erhöhung des voltammetrischen Meÿsignals erzielt werden. Weiterhin war dieses Elektrodensystem bei physiologischem pH-Wert und relativ hoher Ionenstärke einsetzbar und erwies sich im Vergleich zu anderen Proteinelektroden mit bis zu 2 Monaten als sehr lagerstabil. Unter anaeroben Bedingungen wurde ein Kupferzentrum der Bilirubinoxidase einer direkten Redoxumwandlung unterworfen. Der Nachweis dieses Redoxprozesses gelang erstmalig mit kovalent fixierter Bilirubinoxidase. Bei pH 7 in 100mM CiP-Puffer mit 25mV/s wurde ein formales Potential von etwa 680±10mV gegen SHE bestimmt. Dieses Potential entspricht in etwa den in den letzten Jahren publizierten Standardpotentialen für das T1-Kupferzentrum von BOD.[1] Weitere Experimente mit Bilirubin und den Inhibitoren NaF und NaN3 unter aeroben und anaeroben Bedingungen deuteten ebenfalls daraufhin, daÿ beim DET mit BOD die Elektronen von der Elektrode auf das T1-Zentrum übertragen werden. KW - Kohlenstoff-Nanoröhre Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus-345 ER - TY - GEN A1 - Schubert, Kirsten A1 - Khalid, Waqas A1 - Yue, Zhao A1 - Parak, Wolfgang J. A1 - Lisdat, Fred T1 - Halbleiternanopartikel-modifizierte Elektrode zum Nachweis von Substraten von NADH-abhängigen Enzymreaktionen T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2009/2010 N2 - Es wurde ein Elektrodensystem entwickelt, das aufbauend auf Halbleiternanopartikeln (so genannte Quantenpunkte) die sensitive Detektion des Enzymkofaktors NADH (nicotinamide adenine dinucleotide) erlaubt. Kolloidale halbleitende CdSe/ZnS-Nanokristalle sind durch ein Dithiol über Chemisorption an Gold gebunden. Das Stromsignal kann durch die Beleuchtung der Quantenpunkt modifizierten Oberfläche beeinflusst werden. Durch Photoanregung entstehen Elektron-Loch- Paare in den Nanopartikeln, die als anodischer oder kathodischer Photostrom detektiert werden können. Die Immobilisierung der Nanokristalle ist durch amperometrische Photostrom- und Quarzmikrowaage-Messungen (quartz crystal microbalance) verifiziert. Diese Studie zeigt, dass CdSe/ZnS-Quantenpunktmodifizierte Elektroden eine konzentrationsabhängige NADH-Detektion im Bereich von 20μM bis 2mM bei relativ niedrigem Potential (um 0V vs Ag/AgCl, 1 M KCl) ermöglichen. Somit können solche Elektroden in Kombination mit NADH-produzierenden Reaktionen für die lichtgesteuerte Analyse der entsprechenden Substrate des Biokatalysators genutzt werden. Es wird gezeigt, dass mit einem solchen Elektrodensystem und Photostrommessungen ein Glukosenachweis möglich ist. N2 - An electrode system based on semiconductive nanoparticles (so called quantum dots) was developed which allows the sensitive detection of the enzyme cofactor NADH (nicotinamide adenine dinucleotide). Colloidal semiconductive CdSe/ZnS nanocrystals are bound to gold via a dithiol compound by chemisorption. The current signal can be influenced by illumination of the quantum dot-modified electrode surface. Because of photoexcitation electron-holepairs are generated in the nanoparticles which can be detected as anodic or cathodic photocurrent. The immobilisation of the nanocrystals is verified by photocurrent and quarz crystal microbalance (QCM) measurements. This study shows that CdSe/ZnS-quatum dot-modified electrodes provide a concentration-dependent detection of NADH in the range of 20μM up to 2mM at relatively low overpotentials (around 0V vs Ag/ AgCl, 1 M KCl). Such electrodes can be used in combination with NADH-producing reactions for the lighttriggered analysis of the corresponding substrate of the biocatalyst. The detection of glucose with such an electrode system and photocurrent measurements is shown. Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus-810 SN - 0949-8214 VL - 14 SP - 13 EP - 22 ER -