ISSN:
1434-4475
Keywords:
Keywords. Metal nano clusters; Surface enhanced absorption; Array; Teststick.
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung. Metallcluster, die durch elektromagnetische Strahlung angeregt werden, zeigen starke lokale Feldüberhöhung und resonantes Verhalten. Absorptive Eigenschaften dieser Metallcluster, welche an oder nahe einer Oberfläche gebunden sind, können als Basis neuartiger analytischer Meßsysteme dienen, welche biorekognitive Wechselwirkungen in ein optisches Signal umzuwandeln vermögen. Immunogoldmarkierung, Immunogoldchromatographie und die SPR-Transduktion der biorekognitiven Bindung von Metallclustern an Oberflächen wurden bereits mit Erfolg kommerziell verwertet. Mehrschichtige hochresonante Systeme wurden zuerst theoretisch berechnet und in den letzten Jahren durch einen Aufbau aus metallischer Spiegelschicht, einer nanometerdicken Polymerschicht, einer biorekognitiven Interaktionsschicht und daran gebundenen metallischen Clustern realisiert. Experimentell konnte gezeigt werden, daß die Symmetrie und der schalenförmige Aufbau der Cluster einen starken Einfluß auf die Lage und das Auftreten von resonanten Absorptionsbanden hat. Insbesondere Cluster mit glasartig-amorpher Struktur zeigen ein schmalba ndiges Reflexionsminimum im Rot- bzw. IR-Bereich und liegen daher weit niederenergetischer als sphärische Goldkolloide (〈 520 nm). Modifizierte Metallcluster, welche durch Unterbrechen des thermischen Reduktionsschritts aus Au3+-Lösungen oder durch Metall-Dielektrikum-Schalenaufbau synthetisch zugänglich sind, zeigen die erwähnte starke Resonanz im IR-Bereich. Der Sensoraufbau ermöglicht es, direkt (d.h. ohne zusätzliche Verfahrensschritte) biorekognitive Bindungsvorgänge und katalytisch-enzymatische Prozesse unter Anwendung der oberflächenverstärkten Clusterabsorption in ein optisches Signal (Farbe der Chipoberfläche) umzuwandeln. Sowohl einschrittige Assays in Form von Teststreifen oder Sensoren als auch kontinuierliche Meßsysteme konnten unter Nutzung von Lectin-Zucker-, Antigen-Antikörper-, Protein-Rezeptor-, Metall-Ligand-oder Nukleinsäurewechselwirkungen aufgebaut werden.
Notes:
Summary. Metal clusters excited by electromagneti c radiation exhibit high local field enhancement and nanoscale resonant behavior. Absorptive properties of these metal clusters bound to a surface are the basis of various new and highly promising setups to transduce biorecognitive interactions into an optical signal. Immunogold labelling and immunogold chromatography as well as SPR transduction of metal cluster binding have been successfully commercialized. Multilayered highly resonant systems have been proposed and recently realized employing a metal mirror, a polymer distance layer, a biomolecule interaction layer, and biorecognitively bound metal nano clusters. Experiments indicate a strong influence of cluster symmetry and cluster shell on the strong reflection minima induced by the resonant behavior. Modified clusters, clearly exhibit at least one additional narrow reflection minimum in the red or infrared region and therefore far away from spherical gold colloids (〈520 nm). Glass-type metal clusters synthesized by interruption of the thermal step of Au3+-reduction as well as metal-dielectric shell clusters synthesized by multiple shell deposition processes enables the shift to a near-mid IR resonance. It is possible to convert directly (without use of additional analysis steps) biorecognitive binding processes and catalytic activity of proteins by the application of surface enhanced clusters into a visible optical signal (color change of sensor surface). Disposable single step assays as well as multiuse-monitoring devices have been established employing e.g. lectin-sugar, antigen-antibody, protein-receptor, or DNA-DNA interactions.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/PL00010118
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