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Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neuartiger Proteinsensor auf der Basis von Gold-Nanodrähten entwickelt. Es werden hierfür antennenartig ausgerichtete Nanodrähte auf Goldoberflächen hergestellt. Die Nanodrähte werden anschließend hinsichtlich ihrer atomaren Struktur und chemischen Zusammensetzung analysiert. Dabei kann die einkristalline und defektarme Struktur der chemisch reinen Gold-Nanodrähte unter Verwendung eines Querschnittsverfahrens atomar aufgelöst werden. Nachfolgend werden die elektrochemischen und optischen Eigenschaften der Nanodrahtoberflächen untersucht. Dabei kann verifiziert werden, dass nahezu alle Nanodrähte über das Substrat elektrisch kontaktiert sind. Ferner zeigt sich anhand optischer Transmissionsmessungen eine plasmonische Transversalmode, welche in Luft bei etwa 530 nm liegt. Deren Brechungsindexsensitivität im physiologischen Bereich wird zu S = 245 nm/RIU bestimmt und anschließend zur zeitaufgelösten sowie konzentrationsabhängigen Proteindetektion genutzt. Im abschließenden Kapitel wird die plasmonische Proteindetektion durch das simultane Anlegen eines elektrochemischen Potentials ergänzt. Es wird zunächst sichergestellt, dass die Position des plasmonischen Signals unter Verwendung eines Elektrodenpotentials reversibel gesteuert werden kann. Erste Proteinmessungen zeigen nachfolgend, das mithilfe dieser optischen Messtechnik eine elektrochemisch induzierte Proteinanreicherung an der Nanodrahtoberfläche detektiert werden kann. Dieses Konzept ist im Bereich der biomedizinischen Diagnostik als vielversprechend anzusehen, insbesondere im Hinblick auf ein verbessertes Detektionslimit von Proteinen, sowie für eine selektive Detektion unterschiedlich geladener Proteine.