Materialien für biomedizinische Anwendungen (Molekulare Bausteine und funktionelle Polymere für zukunftsweisende Meßsysteme). (COST 518)

Dünne, organische Filme auf festen Trägern stellen einzigartige Meßsysteme, basierend auf Bioerkennungssignalen dar, die zunehmend potentielle Anwendungsmöglichkeiten z.B. als Biosensoren finden. Die organischen Filme können dem Bauprinzip biologischer Membranen folgend hergestellt werden. In der Natur sind Moleküle zur Bioerkennung, wie z.B. Enzyme, Rezeptoren, Antikörper oder Nukleinsäuren in oder an der Lipiddoppelschicht gebunden. Daher stellen die Lipiddoppelschichten eine bestimmte Ausrichtung und Bewegungsfreiheit für Makromoleküle zur Verfügung, wodurch ein Prozeß der Bioerkennung möglich wird. Trotz großer Fortschritte bei der Entwicklung von biomolekularen Messystemen ist das Verstehen der Prozesse, die bei dünnen, organischen Filmen eine Rolle spielen, noch mangelhaft. Daher werden diese Messsysteme heute erst mit wenig Erfolg in verschiedenen Bereichen wie Medizin, Lebensmittelindustrie oder Landwirtschaft verwendet. Das vorliegende Projekt konzentriert sich auf grundlegende Studien an dünnen, organischen Filmen, wobei optische, akustische, mechanische und elektrische Messmethoden zum Einsatz kommen. Die Filme werden basierend auf Lipiddoppelschichten und/oder Schichten aus Biomakromolekülen unter Zuhilfenahme von chemischen Modifikationen an diesen Molekülen hergestellt. Zusätzlich sollen S-Schicht Proteine als biokompatible Strukturen verwendet werden, um für die organischen Filme eine stabile Bindung am Metallträger zu gewährleisten. Die strukturellen Eigenschaften, mechanische Stabilität, Kompressibilität und dynamischen Eigenschaften der dünnen Filme mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung werden während der Bindung von Makromolekülen untersucht, um tiefere Einblicke in die komplexen Wechsel-wirkungen zu erhalten. Von besonderem Interesse sind Messungen an Lipidfilmen auf Goldträger, die mit Ionophoren modifiziert sind, da diese Erkenntnisse von größter Bedeutung für die Anwendung bei neuen Methoden in Bereich der Biosensoren sind.