Universität Bielefeld
SFB 613
A. Hütten 1, G. Reiss 1, J. Mattay 2 1 Dünne Schichten und Nanostrukturphysik, Fakultät für Physik, Universität Bielefeld
2 Organische Chemie (OCI), Fakultät für Chemie, Universität Bielefeld
Einzelmoleküldetektion und –Manipulation in räumlicher und zeitlicher Auflösung mit
magnetischen Mikrosystemen K3
Publikationen
[1] M. Panhorst, P. Kamp, G. Reiss, H. Brückl, ´Sensitive bondforce measurements of ligand-receptor pairs with magnetic beads´, Biosens. Bioelectron., 20 (2005) 1685.[2] J. Schotter, M. Panhorst, M. Brzeska, P.B. Kamp, A. Becker, A, Pühler, G. Reiss, H. Brückl, ´Molecular Detection with Magnetic Labels and Magnetoresistive Sensors´, In Nanoscale Devices - Fundamentals and Applications, Springer (R. Gross et. al. edt.) (2006) 35 – 46.[3] I. Ennen, V. Höink, A. Weddemann, A. Hütten, J. Schmalhorst, G. Reiss, C. Waltenberg, P. Jutzi, T. Weis, D. Engel, A. Ehresmann, ´Manipulation of magnetic nanoparticles, by the strayfield of magnetically patterned ferromagnetic layers´, J. App. Phys. 102 (2007) 013910.[4] C.Albon, M. Schilling, K. Rott, G. Reiss, A. Hütten, ´Tunneling magnetoresistance sensors towards single molecule detection´, accepted for publication in Biosensors & Bioelectronics, 2008
Ziele:
Entwicklung einer Analyseumgebung, mit deren Hilfe der Bindungsprozess zwischen zwei Molekülen durch magnetoresistive Sensorik zeitlich und räumlich beobachtbar ist und dabei die Bindungskräfte simultan gemessen werden können:
Arbeitsplan:
• Aufbau und Evaluierung der Analyseumgebung
• Magnetische Kraftspektroskopie von Biotin und
Streptavidin als Modellsystem
• Die chemische Synthese von Cobalt –
Nanopartikeln in einem Dendrimergerüst
• Iterative mikrostrukturelle und magnetische
Charakterisierung der dargestellten Cobalt –
Nanopartikel
• Beobachtung der molekularen Bindung von
zwei
weiteren Modellsystemen des SFB 613
Resultate
A) Ein magnetoresistives „Mikroskop“:
Projektion der Bewegung eines magnetischen Pendels
B) Präparation Cobalt – Nanopartikelnin einem Dendrimergerüst
TMR – Signalkette eines Sensors
Dendrimerstabilisierte Cobalt-Nanopartikel
a
K3 Zusatzinformation
Appendix zu B):
Personal und Investition:
Universität Bielefeld
SFB 613
Appendix zu A):
Lichtmikroskopischer TMR-Messstandmit Fluoreszenz-Mikroskop: 40 k€
Dipl. Chem. Michael PeterDiplomarbeit Juni 2008: „Funktionalisierung von Cobalt-Nanopartikeln“,Universität Bielefeld
Dipl. Phys. Dieter Akemeier Diplomarbeit Dezember 2008: „Herstellung, Charakterisierung und Anwendungvon GMR-Sensor-Arrays-Chips zur Detektion von Biomolekülen“,Universität Bielefeld
NH2
O
O
O
O
O
O
O
ClKE
VEs
NH2
O
O
O
OH
HO
HO
VE
VEKE VEKE
VES
VES
VES
3
+ 3 VES
1 2
Ameisensäure12 h, RT
VEKE
VE
VE
VE
4
+ 9 VES
DMF, 48 h, RT
VEKE
VE
VE
VE
5
VES
VES
VES
VES
VES
VESVESVES
VES
Ameisensäure12 h, RT
VEKE
VE
VE
VE
6
VE
VE
VE
VE
VE
VEVE
VE
VE
DCC, HOBT
DMF, 48 h, RT
DCC, HOBT
G2
G1
Kerneinheit
Endgruppe
Generation
Dendron
0 2 4 6 8 1 0 1 20
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
Pa
rtik
ela
nza
hl
Partik e ldurchm esser / nm
Dendrimer – Aufbau: Dendrimer – Synthese:
Dendrimerstabilisierte Cobalt-Nanopartikel:
Mit 1 und TOPO
0 2 4 6 8 1 0 1 20
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
Pa
rtik
ela
nza
hl
Partik e ldurchm esser / nm
Mit 6
Abbildung 4.20: TEM-Aufnahme nur Anthracen-G1-Dendrimer und Histogramm der Partikelgröße.
0 5 1 00
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
Pa
rtik
ela
nza
hl
Partik e ldurchm esser / nm
Mit Anthracen gekoppelte 1