Nanosensor Hämocyanin/Tyrosinase

Projektleiter: H. Decker
Förderung: BMBF-Zentrum in Mainz (bis 2003)

Molekulare Sensoren sollen Substanzen im Nanomaßstab bei extrem niedrigen Konzentrationen, d.h. einzelner oder weniger Moleküle, nachweisen. Zum lokalen Nachweis von Gasen wie O2 und CO werden einzelne Hämocyaninmoleküle auf lichtleitende Oberflächen, insbesondere Glasfasern, aufgebracht werden. Die Beladung der Hämocyanine wird über bekannte intrinsische spektroskopische Signale verfolgt. Wegen des Oligomerisierungsgrades der Proteine lassen sich verschiedene Kennlinien einstellen. Dabei kann die ausgeprägte sigmoide Kennlinie (oligomeres Hämocyanin) zum Nachweis von Schwellenwerten und die hyperbolische Kennlinie (monomere Hämocyaninuntereinheiten) zur Bestimmung von Partialdrücken genutzt werden. Die Position und die Steilheit der Sauerstoffbindungskennlinie von Hämocyaninen sind hoch empfindlich gegenüber organischen und anorganischen Effektoren sowie Umwelt-Einflüssen z.B. Temperatur. Damit bietet sich eine einfache Möglichkeit, Veränderungen von diesen Einflüssen zu erkennen. Z.B. kann damit das Auftauchen unbekannter Effektoren in Flüssigkeiten wie Trinkwasser oder auch Blut detektiert werden, die dann mit einer aufwendigen Analytik weiter charakterisiert werden können. Beispiele sind organische Substanzen und Metalle. Die Lokalisation der Hämocyanine erfolgt durch verschiedene abbildende Methoden.