Raman-Marker für die Multiplex-Detektion in der Bioanalytik mittels Oberflächen-verstärkter Raman-Spektroskopie (SERS)

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Schlücker
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 40505401

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Aufgrund der schmalen Linienbreite von Schwingungs-Ramanbanden lassen sich potentiell Dutzende Raman-Marker simultan detektieren (spektrales Multiplexing). Ziel unserer Arbeiten war die Entwicklung robuster und sensitiver Raman/SERS-Marker für Multiplexing-Anwendungen in der Bioanalytik (ChemPhysChem 2009, 10, 1344). Als Raman-Reportermoleküle wurden verschiedene Arylthiole/disulfide ausgewählt und synthetisiert, da sie auf Goldoberflächen selbstangeordnete Monolagen (SAM, self-assembled monolayer) ausbilden. Als sensitive SERS-Substrate für die Anregung mit rotem Laserlicht wurden Gold/Silber-Nanoschalen hergestellt und charakterisiert. Zum Schutz der resultierenden SERS-Partikel, bestehend aus Gold/Silber-Nanoschalen mit vollständiger SAM, dienten entweder hydrophile Abstandshalter (PCCP 2009, 11, 7499) oder eine Glashülle (Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1950). Die stabilen und wasserlöslichen SERS-Marker wurden an Antikörper konjugiert, um das entsprechende Zielprotein/Antigen in Gewebeschnitten mittels SERS-Mikroskopie nachzuweisen. Die Multiplexing-Kapazität kann durch Verwendung binärer und ternärer Monolagen mit unterschiedlichen stöchiometrischen Verhältnissen der SAM-Komponenten zusätzlich deutlich erhöht werden (Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 1839).

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• “Multiplexing with SERS labels: mixed SAMs of Raman reporter molecules on metallic nanoparticles” Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 1839-1844
  M. Gellner, C. Kömpe, S. Schlücker
  
• “SERS labels for red laser excitation: silica-encapsulated SAM on gold/silver nanoshells” Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1950-1953
  B. Küstner, M. Gellner, M. Schütz, F. Schöppler, A. Marx, P. Ströbel, P. Adam, C. Schmuck, S. Schlücker
  
• “SERS microscopy: nanoparticle probes and biomedical applications“ ChemPhysChem 2009, 10, 1344-1354
  S. Schlücker
  
• “Water soluble SERS labels comprising a SAM with dual spacers for controlled bioconjugation“ PCCP 2009, 11, 7499–7504
  C. Jehn, B. Küstner, P. Adam, A. Marx, P. Ströbel, C. Schmuck, S. Schlücker