@phdthesis{Stanke2023,
  author    = {Stanke, Sandra},
  title     = {AC electrokinetic immobilization of influenza viruses and antibodies on nanoelectrode arrays for on-chip immunoassays},
  doi       = {10.25932/publishup-61716},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-617165},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {x, 115},
  year      = {2023},
  abstract  = {In the present thesis, AC electrokinetic forces, like dielectrophoresis and AC electroosmosis, were demonstrated as a simple and fast method to functionalize the surface of nanoelectrodes with submicrometer sized biological objects. These nanoelectrodes have a cylindrical shape with a diameter of 500 nm arranged in an array of 6256 electrodes. Due to its medical relevance influenza virus as well as anti-influenza antibodies were chosen as a model organism. Common methods to bring antibodies or proteins to biosensor surfaces are complex and time-consuming. In the present work, it was demonstrated that by applying AC electric fields influenza viruses and antibodies can be immobilized onto the nanoelectrodes within seconds without any prior chemical modification of neither the surface nor the immobilized biological object. The distribution of these immobilized objects is not uniform over the entire array, it exhibits a decreasing gradient from the outer row to the inner ones. Different causes for this gradient have been discussed, such as the vortex-shaped fluid motion above the nanoelectrodes generated by, among others, electrothermal fluid flow. It was demonstrated that parts of the accumulated material are permanently immobilized to the electrodes. This is a unique characteristic of the presented system since in the literature the AC electrokinetic immobilization is almost entirely presented as a method just for temporary immobilization. The spatial distribution of the immobilized viral material or the anti-influenza antibodies at the electrodes was observed by either the combination of fluorescence microscopy and deconvolution or by super-resolution microscopy (STED). On-chip immunoassays were performed to examine the suitability of the functionalized electrodes as a potential affinity-based biosensor. Two approaches were pursued: A) the influenza virus as the bio-receptor or B) the influenza virus as the analyte. Different sources of error were eliminated by ELISA and passivation experiments. Hence, the activity of the immobilized object was inspected by incubation with the analyte. This resulted in the successful detection of anti-influenza antibodies by the immobilized viral material. On the other hand, a detection of influenza virus particles by the immobilized anti-influenza antibodies was not possible. The latter might be due to lost activity or wrong orientation of the antibodies. Thus, further examinations on the activity of by AC electric fields immobilized antibodies should follow. When combined with microfluidics and an electrical read-out system, the functionalized chips possess the potential to serve as a rapid, portable, and cost-effective point-of-care (POC) device. This device can be utilized as a basis for diverse applications in diagnosing and treating influenza, as well as various other pathogens.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Goethel2023,
  author    = {G{\"o}thel, Markus},
  title     = {Entwicklung eines Verfahrens zur Generierung von spezifischen monoklonalen Antik{\"o}rpern gegen Mikroorganismen basierend auf in silico Epitopanalysen},
  doi       = {10.25932/publishup-58801},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-588017},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XVI, 113},
  year      = {2023},
  abstract  = {Monoklonale Antik{\"o}rper (mAK) sind eines der wichtigsten Biomolek{\"u}le f{\"u}r die Umweltanalytik und die medizinische Diagnostik. F{\"u}r die Detektion von Mikroorganismen bilden sie die Grundlage f{\"u}r ein schnelles und pr{\"a}zises Testverfahren. Bis heute gibt es, aufgrund des hohen zeitlichen und materiellen Aufwandes und der unspezifischen Immunisierungsstrategien, nur wenige mAK, die spezifisch Mikroorganismen erkennen. Zu diesem Zweck sollte ein anwendbares Verfahren f{\"u}r die Generierung von mAK gegen Mikroorganismen entwickelt werden, welches anhand von Escherichia coli O157:H7 und Legionella pneumophila validiert wurde. In dieser Dissertation konnten neue Oberfl{\"a}chenstrukturen auf den Mikroorganismen mittels vergleichender Genomanalysen und in silico Epitopanalysen identifiziert werden. Diese wurden in das Virush{\"u}llprotein VP1 integriert und f{\"u}r eine gezielte Immunisierungsstrategie verwendet. F{\"u}r die Bestimmung antigenspezifischer antik{\"o}rperproduzierender Hybridome wurde ein Immunf{\"a}rbeprotokoll entwickelt und etabliert, um die Hybridome im Durchflusszytometer zu sortieren. In der vorliegenden Studie konnten f{\"u}r E. coli O157:H7 insgesamt 53 potenzielle Proteinkandidaten und f{\"u}r L. pneumophila 38 Proteine mithilfe der bioinformatischen Analyse identifiziert werden. F{\"u}nf verschiedene potenzielle Epitope wurden f{\"u}r E. coli O157:H7 und drei verschiedenen f{\"u}r L. pneumophila ausgew{\"a}hlt und f{\"u}r die Immunisierung mit chim{\"a}ren VP1 verwendet. Alle Immunseren zeigten eine antigenspezifische Immunantwort. Aus den nachfolgend generierten Hybridomzellen konnten mehrere Antik{\"o}rperkandidaten gewonnen werden, welche in Charakterisierungsstudien eine starke Bindung zu E. coli O157:H7 bzw. L. pneumophila vorwiesen. Kreuzreaktivit{\"a}ten zu anderen relevanten Mikroorganismen konnten keine bzw. nur in geringem Maße festgestellt werden. Folglich konnte der hier beschriebene interdisziplin{\"a}re Ansatz zur Generierung spezifischer mAK gegen Mikroorganismen nachweislich spezifische mAK hervorbringen und ist als hocheffizienter Arbeitsablauf f{\"u}r die Herstellung von Antik{\"o}rpern gegen Mikroorganismen einsetzbar.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ramm2022,
  author    = {Ramm, Timo},
  title     = {Entwicklung von Multiplex-Methoden zur Antik{\"o}rper-Charakterisierung und Validierung},
  doi       = {10.25932/publishup-56153},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-561531},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XIV, 138},
  year      = {2022},
  abstract  = {Antik{\"o}rper werden in verschiedensten Bereichen, sowohl zu therapeutischen als auch zu diagnostischen und forschungsorientierten Zwecken verwendet. Vor der Verwendung des Antik{\"o}rpers bedarf es der Charakterisierung seiner Eigenschaften, in Bezug auf sein Epitop und sein Bindeverhalten gegen{\"u}ber dem Paratop. Gleichzeitig muss, in Abh{\"a}ngigkeit des Einsatzes, der Antik{\"o}rper, f{\"u}r den gew{\"u}nschten Gebrauch, validiert werden. Zu diesem Zweck wurden in der vorliegenden Arbeit Bead-basierte, multiplexe Testsysteme entworfen, ausgetestet und etabliert mit dem Ziel, eine einfache Screeningmethode zu entwickeln, um eine hohe Anzahl an Proben beziehungsweise Analyten gleichzeitig bestimmen zu k{\"o}nnen. Daf{\"u}r wurden drei verschiedene Herangehensweisen etabliert. So wurden ein phospho-PKA-Substrat Antik{\"o}rper, welcher phosphorylierte Bindemotive der PKA der Form RRxpS erkennt, gleichzeitig mit einer Reihe an Peptide getestet, welche Punktmutationen im Vergleich zur Konsensussequenz enthielten, um den Einfluss einzelner Aminos{\"a}uren auf die Bindung des Antik{\"o}rpers zu untersuchen. Es konnte im Multiplex gezeigt werden, dass die Unterschiede im Antik{\"o}rperbindungsverhalten in Abh{\"a}ngigkeit der Aminos{\"a}ure an verschiedenen P-Positionen detektierbar waren. Mit dem Bead-basierten Multiplexansatz konnten, durch Messungen von Konzentrationsreihen des Antik{\"o}rpers, Bindungskinetiken aufgenommen und diese mit bereits etablierten Methoden verglichen werden. Des Weiteren wurden verschiedene Antik{\"o}rper, welche essenzielle Bestandteile von Bead-basierten Testsystemen darstellten, validiert. Es wurden dabei verschiedene Antik{\"o}rper, welche spezifisch THC und CBD erkennen ausgetestet und anschließend ein kompetitiver Assay zur Detektion von THC und CBD in humanem Serum etabliert, und die Nachweisgrenzen bestimmt. Ferner sollten Pferdeseren von Tieren, welche am Sommerekzem leiden, auf ihren IgE-Gehalt hin bestimmt werden. Daf{\"u}r wurden relevante Proteine rekombinant hergestellt und durch Immobilisierung an Beads im Multiplex mit Serum inkubiert. Die spezifische Bindung des IgE an die Allergen sollte damit messbar gemacht werden k{\"o}nnen. F{\"u}r die Gesamtvalidierung des Testsystems wurden zuvor s{\"a}mtliche Einzelschritte einzeln validiert, um im Anschluss im multiplexen Screening zu vermessen. Die Nutzung von Bead-basierten Multiplexmessungen als eine Plattformtechnologie erleichtert die Charakterisierung von Antik{\"o}rpern sowie ihre Validierung f{\"u}r verschiedene Testsysteme.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Michelchen2021,
  author    = {Michelchen, Sophia},
  title     = {Etablierung einer Antigen-spezifischen Aktivierung von B-Lymphozyten in vitro},
  doi       = {10.25932/publishup-53027},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-530272},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XII,107},
  year      = {2021},
  abstract  = {Monoklonale Antik{\"o}rper sind essenzielle Werkzeuge in der modernen Laboranalytik sowie in der medizinischen Therapie und Diagnostik. Die Herstellung monoklonaler Antik{\"o}rper ist ein zeit- und arbeitsintensiver Prozess. Herk{\"o}mmliche Methoden beruhen auf der Immunisierung von Labortieren, die mitunter mehrere Monate in Anspruch nimmt. Anschließend werden die Antik{\"o}rper-produzierenden B-Lymphozyten bzw. deren Antik{\"o}rpergene isoliert und in Screening-Verfahren untersucht, um geeignete Binder zu identifizieren. Der Transfer der humoralen Immunantwort in eine in vitro Umgebung erlaubt eine Verk{\"u}rzung des Prozesses und umgeht die Notwendigkeit der in vivo Immunisierung. Das komplexe Zusammenspiel aller involvierten Immunzellen in vitro abzubilden, stellt sich allerdings als schwierig dar. Der Schwerpunkt dieser Arbeit war deshalb die Realisierung einer vereinfachten In vitro Immunisierung, die sich auf die Protagonisten der Antik{\"o}rper-Produktion konzentriert: die B-Lymphozyten. Dar{\"u}ber hinaus sollte eine permanente Zelllinie etabliert werden, die zur Antik{\"o}rper-Herstellung eingesetzt werden und die Verwendung von Prim{\"a}rzellen ersetzen w{\"u}rde. Im ersten Teil der Arbeit wurde ein Protokoll zur In vitro Immunisierung muriner BLymphozyten etabliert. In Vorversuchen wurden die optimalen Konditionen f{\"u}r die Antigenspezifische Aktivierung gereinigter Milz-B-Lymphozyten aus nicht-immunisierten M{\"a}usen determiniert. Dazu wurde der Einfluss verschiedener Stimuli auf die Produktion unspezifischer und spezifischer Antik{\"o}rper untersucht. Eine Kombination aus dem Modellantigen VP1 (Hamster Polyomavirus H{\"u}llprotein 1), einem Anti-CD40-Antik{\"o}rper, Interleukin 4 (IL 4) und Lipopolysaccharid (LPS) oder IL 7 induzierte nachweislich eine Antigen-spezifische Antik{\"o}rper-Antwort in vitro. Als Indikatoren einer erfolgreichen Aktivierung der B-Lymphozyten infolge der in vitro Stimulation wurden die rapide Proliferation und die Expression charakteristischer Aktivierungsmarker auf der Zelloberfl{\"a}che nachgewiesen. In einer Zeitreihe {\"u}ber zehn Tage wurde am zehnten Tag der In vitro Immunisierung die verh{\"a}ltnism{\"a}ßig h{\"o}chste Konzentration Antigen-spezifischer IgG-Antik{\"o}rper im Kultur{\"u}berstand der stimulierten Zellen nachgewiesen. Als n{\"a}chster Schritt sollte eine permanente Zelllinie hergestellt werden, die statt prim{\"a}rer BLymphozyten f{\"u}r die zuvor etablierte In vitro Immunisierung eingesetzt werden k{\"o}nnte. Zu diesem Zweck wurden retrovirale Vektoren hergestellt, die durch den Transfer verschiedener Onkogene in murine B-Lymphozyten bzw. deren Vorl{\"a}uferzellen das Proliferationsverhalten der Zellen manipulieren sollen. Es wurden Retroviren mit Doxycyclin-induzierbaren Expressionskassetten mit den Onkogenen cmyc, Bcl2, BclxL und dem Fusionsgen NUP98HOXB4 generiert. Eine Testzelllinie wurde erfolgreich mit den hergestellten Retroviren transduziert und die Funktionalit{\"a}t der hergestellten Viren anhand verschiedener Assays belegt. Die transferierten Gene konnten in der Testzelllinie auf DNAEbene nachgewiesen oder die {\"U}berexpression der entsprechenden Proteine im Western Blot detektiert werden. Es wurden schließlich B-Lymphozyten bzw. unreife Vorl{\"a}uferzellen derselben mit den generierten Retroviren transduziert und mit Knochenmark-{\"a}hnlichen Stromazellen co-kultiviert. Aus keinem der transduzierten Ans{\"a}tze konnte bisher eine Zelllinie oder eine Langzeit-Kultur etabliert werden. Im letzten Teil der Arbeit wurde die Effektivit{\"a}t und {\"U}bertragbarkeit des zuvor etablierten Protokolls zur In vitro Immunisierung muriner B-Lymphozyten anhand verschiedener Antigene gezeigt. Es konnten in vitro spezifische IgG-Antworten gegen VP1, Legionella pneumophila und das Protein Mip, von dem ein Peptid in das zur Immunisierung eingesetzte VP1 integriert wurde, induziert werden. Die stimulierten B-Lymphozyten wurden durch Fusion mit Myelomzellen in permanente Antik{\"o}rper-produzierende Zelllinien transformiert. Dabei konnten mehrere Hybridomzelllinien generiert werden, die spezifische IgGAntik{\"o}rper gegen VP1 oder Mip produzieren. Die generierten Antik{\"o}rper konnten sowohl im Western Blot als auch im ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) das entsprechende Antigen spezifisch binden. Die hier etablierte In vitro Immunisierung bietet eine effektive Alternative zu bisherigen Verfahren zur Herstellung spezifischer Antik{\"o}rper. Sie ersetzt die Immunisierung von Versuchstieren und reduziert den Zeitaufwand erheblich. In Kombination mit der Hybridomtechnologie k{\"o}nnen die in vitro immunisierten Zellen, wie hier demonstriert, zur Generation von Hybridomzelllinien und zur Herstellung monoklonaler Antik{\"o}rper genutzt werden. Um die Verwendung von Versuchstieren in dieser Methode durch eine ad{\"a}quate permanente Zelllinie zu ersetzen, muss die genetische Ver{\"a}nderung von B-Lymphozyten und unreifen h{\"a}matopoetischen Zellen optimiert werden. Die Ergebnisse bieten eine Basis f{\"u}r eine universelle, Spezies-unabh{\"a}ngige Methodik zur Antik{\"o}rperherstellung und f{\"u}r die Etablierung einer idealen, tierfreien In vitro Immunisierung.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Teller2008,
  author    = {Teller, Carsten},
  title     = {Entwicklung neuartiger biomimetischer Sensoren: ein bifunktionaler Sensor auf Basis haptenisierter Cholinesterase},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-25021},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines bifunktionellen Biosensors nach dem Vorbild eines Baukastensystems beschrieben. Das Ziel wird durch die Kombination verschiedenster molekularer Erkennungselemente erreicht. Solche molekularen Erkennungselemente im verwendeten System sind: • Propidium und die periphere anionische Bindungsstelle der Acetylcholinesterase (AChE) • Organophosphate und das aktive Zentrum der AChE • ein an die AChE gekoppeltes Hapten und das Epitop eines Antik{\"o}rpers • ein an die AChE gekoppeltes Hapten, das als Ligand ein weiteres Enzym bindet Neben dem molekularen Erkennungselement wird ein Biosensor ebenso durch die Art des Transducers charakterisiert. Hier werden Quarzpl{\"a}ttchen mit Goldelektroden zur Signalumwandlung eingesetzt. Die Verwendung solcher Sensoren mit einem EQCM-Ger{\"a}t (electrochemical quartz crystal microbalance) erm{\"o}glicht es zwei Messsignale gleichzeitig aufzunehmen: die piezoelektrische Bestimmung einer Massebeladung und die amperometrische Detektion von Enzymaktivit{\"a}t auf der Sensoroberfl{\"a}che. F{\"u}r die Analytik stehen somit zwei verschiedene Assay-Varianten zur Verf{\"u}gung: die Bestimmung der Inhibition der ACHE-Aktivit{\"a}t und ein Bindungstest {\"u}ber das Hapten. Die Basis beider Tests ist die Modifizierung der piezoelektrischen Kristalle mit Propidium - einem reversiblen Inhibitor der Acetylcholinesterase. Dies erm{\"o}glicht die Beladung des Sensors mit AChE {\"u}ber die Wechselwirkung mit der peripheren anionischen Bindungsstelle des Enzyms. Die Aktivit{\"a}t der so immobilisierten AChE und die Inhibition durch Organophosphate (Pestizide) werden amperometrisch bestimmt. Durch die chemische Kopplung eines Hapten an die Cholinesterase wird ein weiteres Erkennungselement eingef{\"u}hrt. Das er{\"o}ffnet die M{\"o}glichkeit, an die auf dem Propidium-modifizierten Sensor immobilisierte, haptenisierte Cholinesterase einen Antik{\"o}rper zu binden. Als Voraussetzung f{\"u}r elektrochemische Bestimmung der AChE-Aktivit{\"a}t wurde zun{\"a}chst die Optimierung der amperometrischen Messmethode vorgenommen. Die Oxidatationspotentiale f{\"u}r die Detektion von Thiocholin wurden im Bereich von 150 mV bis 300 mV variiert. Dabei wurde f{\"u}r die nachfolgenden Untersuchungen eine Arbeitspotential von 200 mV (vs. Ag/AgCl) festgelegt, da hier das beste Verh{\"a}ltnis von gemessenem Oxidationsstrom und Langzeitstabilit{\"a}t der Propidium-modifizierten Sensoren erzielt wurde. Dieses Potential war deutlich geringer als die bisher publizierten Mediator-freien AChE-Biosensoren. Es wurde ein Vergleich verschiedener Organophosphate {\"u}ber ihre Inhibitionskonstanten durchgef{\"u}hrt, um diejenigen herauszufinden, die m{\"o}glichst schnell mit dem aktiven Zentrum der Acetylcholinesterase reagieren. Das verwendete Messsystem beruht nicht auf der Vorinkubation der AChE und damit einer Einstellung des Inhibitionsgleichgewichts. Stattdessen wurde die Inhibition der AChE direkt im Fließsystem verfolgt. Daher war eine schnelle Inhibitionskinetik f{\"u}r einen empfindlichen Organophosphat-Nachweis erforderlich. Da einige Inhibitoren nur als Phosphothionat vorlagen, wurde die {\"U}berf{\"u}hrung dieser Substanzen in die entsprechenden Oxo-Formen mittels N-Bromsuccinimid untersucht. Die NBS-Aktivierung wurde erfolgreich durchgef{\"u}hrt, die erwartete Inhibitionsst{\"a}rke konnte jedoch aufgrund hydrolytischer Vorg{\"a}nge nicht erreicht werden. Untersuchungen mit Diisopropylfluorophosphat (DFP) und Chlorpyriphos-oxon (CPO) konnten die Voruntersuchungen {\"u}ber die Inhibitionskinetik in Bezug auf die erreichten Nachweisgrenzen von 2E-06 M f{\"u}r DFP und 5E-08 M f{\"u}r CPO best{\"a}tigen. F{\"u}r die chemische Modifizierung der Acetylcholinesterase wurde zun{\"a}chst 2,4-Dichlorphenoxyessigs{\"a}ure (2,4-D) als Hapten ausgew{\"a}hlt. 2,4-D wird als Herbizid eingesetzt und in der EU {\"u}ber die Gew{\"a}sserschutzrichtlinie reguliert. 2,4-D konnte in unterschiedlichen molaren Verh{\"a}ltnissen von 2,6 : 1 bis 260 : 1 (2,4-D : AChE) nach Aktivierung mit einem Norbornendicarboximido-Derivat an die AChE gekoppelt werden. Dabei konnte die spezifische Aktivit{\"a}t der Acetylcholinesterase erhalten und die Bindung eines anti-2,4-D-Antik{\"o}rpers erm{\"o}glicht werden. Zur Verst{\"a}rkung des piezolelektrischen Signals der Antik{\"o}rperbindung wurden die Immunoglobuline zun{\"a}chst an Goldnanopartikel gekoppelt. Damit konnte eine Verst{\"a}rkung um den Faktor 10 erreicht werden. Allerdings waren die Antik{\"o}rper-modifizierten Goldnanopartikel nicht langzeitstabil. Daher wurden auch Silica-Nanopartikel als Matrix f{\"u}r die Antik{\"o}rperkopplung getestet. Mit diesem System konnte eine Verst{\"a}rkung um den Faktor von 5 bis 13 je nach Grad der Beladung den Nanopartikel mit Antik{\"o}rper bestimmt werden. Die hohe unspezifische Bindung der Antik{\"o}rper-Nanopartikel-Konjugate an den Propidium-modifizierten QCM-Sensor konnte keinen empfindlichen 2,4-D-Nachweis erm{\"o}glichen. Als Alternative wurde Kokain (Benzoylecgonin, BZE) als Hapten an die Aceytlcholinesterase gekoppelt. Da Kokain selbst auch als Inhibitor im aktiven Zentrum der AChE binden kann, wurden zwei verschiedene Strategien zur Konjugatsynthese verfolgt. Durch Zugabe von Kokain w{\"a}hrend der Kopplung sollte die kovalente Fixierung des Kokain-Derivats BZE-DADOO im aktiven Zentrum verhindert werden (Konjugat B). In der Tat konnten mit dieser Synthesestrategie 67\% der spezifischen Cholinesterase-Aktivit{\"a}t erhalten werden, w{\"a}hrend im Kokain-freien Ansatz (Konjugat A) nur 2\% der Ausgangsaktivit{\"a}t wiedergefunden wurden. Das BZE-AChE-Konjugat erm{\"o}glichte auch die Untersuchung der Bindungskinetik der anti-BZE-Antik{\"o}rper. Dabei konnte eine Assoziationsgeschwindigkeitskonstante ka von 12911 l/(mol•s) berechnet werden. Dieser Wert ist trotz der vergleichsweise geringen Oberfl{\"a}chenbeladung vergleichbar mit den in der Literatur angegebenen Werten. Die Dissoziationsgeschwindigkeitskonstante ist mit 2,89E-3 1/s um den Faktor 30 h{\"o}her als der Literaturwert. Diese Abweichung ist auf Unterschiede im Bindungsmodell zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Mit beiden BZE-AChE-Konjugaten konnte ein kompetetiver Immunoassay mit Kokain im Fließsystem durchgef{\"u}hrt werden. Dabei zeigte sich f{\"u}r beide Konjugate ein {\"a}hnlicher Testmittelpunkt: IC50 = 4,40E-8 mol/l f{\"u}r Konjugat A bzw. IC50 = 1,77E-8 mol/l f{\"u}r Konjugat B. Diese Werte sind vergleichbar zu bereits publizierten Kokainassays im Fließsystem. Wie vorstehend beschrieben, bindet Kokain als Inhibitor auch im aktiven Zentrum von Cholinesterasen. Diese Eigenschaft wurde genutzt, um ein zweites Enzym - Butyrylcholinesterase (BChE) - an die BZE-AChE zu binden. Die Spezifit{\"a}t dieser Bindung konnte durch die Abwesenheit einer Affinit{\"a}t der BChE zum Propidium und durch die Blockierbarkeit der Bindung von BChE und BZE-AChE durch Kokain nachgewiesen werden. Damit konnte erfolgreich die Kombination mehrere molekularer Erkennungselemente demonstriert werden. Die Propidium-Plattform erm{\"o}glicht den Aufbau einer Architektur aus verschiedenen Cholinesterasen, die {\"u}ber unterschiedliche Bindungsstellen wechselwirken. Sowohl freie als auch BZE-modifizierte AChE k{\"o}nnen {\"u}ber die Affinit{\"a}t zum Propidium auf dem EQCM-Sensor immobilisiert werden. Mit Kokain als Substrat der Butyrylcholinesterase kann Benzoylecgonin nicht nur als Epitop f{\"u}r die Bindung eines Antik{\"o}rpers, sondern auch als Erkennungselement f{\"u}r die BChE genutzt werden. Auf der anderen Seite erschwert die geringe Affinit{\"a}t der BChE im Gegensatz zum anti-BZE-Antik{\"o}rper den Einsatz dieses Systems f{\"u}r analytische Zwecke. Durch die Verwendung anderer Ligand-Enzym-Kombinationen l{\"a}ßt sich das in dieser Arbeit vorgestellte Konzept noch weiter ausbauen und erm{\"o}glicht damit eine Entwicklung ausgehend von „einfachen" molekularen Erkennungselementen (MRE) hin zu „multifunktionellen" Erkennungselementsystemen. In dieser Arbeit konnte demonstriert werden, dass der Aufbau solch komplexe Systeme m{\"o}glich ist, ohne Abstriche in Bezug auf die Empfindlichkeit der einzelnen Assays hinzunehmen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heilmann2006,
  author    = {Heilmann, Katja},
  title     = {Wechselwirkungen von Immunzellen mit synthetischen und biomimetischen Oberfl{\"a}chen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-8843},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit wurde im Zeitraum von Oktober 2002 bis November 2005 an dem Institut f{\"u}r Biochemie und Biologie der Universit{\"a}t Potsdam in Kooperation mit dem Institut f{\"u}r Chemie des GKSS Forschungszentrums in Teltow unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. B. Micheel und Herrn Prof. Dr. Th. Groth angefertigt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Wechselwirkungen von Immunzellen mit verschiedenen Kultursubstraten untersucht. Daf{\"u}r wurden drei verschiedene Hybridomzelllinien eingesetzt. Eine Hybridomzelllinie (K2) ist im Laufe dieser Arbeit hergestellt und etabliert worden. Der Einsatz von synthetischen und proteinbeschichteten Kulturoberfl{\"a}chen f{\"u}hrte bei Hybridomzellen zu einer deutlich gesteigerten Antik{\"o}rpersynthese im Vergleich zu herk{\"o}mmlichen Zellkulturmaterialien. Obwohl diese Zellen in der Regel als Suspensionszellen kultiviert werden, f{\"u}hrten die eingesetzten Polymermembranen (PAN, NVP) zu einer verbesserten Antik{\"o}rpersynthese (um 30\%) gegen{\"u}ber Polystyrol als Referenz. Es konnte gezeigt werden, dass es einen Zusammenhang zwischen der Produktivit{\"a}t und dem Adh asionsverhalten der Hybridomzellen gibt. Um den Einfluss von Proteinen der extrazellul{\"a}ren Matrix auf Zellwachstum und Antik{\"o}rpersynthese von Hybridomzellen zu untersuchen, wurden proteinbeschichtete Polystyrol-Oberfl{\"a}chen eingesetzt. F{\"u}r die Modifikationen wurden Fibronektin, Kollagen I, Laminin und BSA ausgew{\"a}hlt. Die Modifikation der Polystyrol-Oberfl{\"a}che mit geringen Mengen Fibronektin (0,2-0,4 µg/ml) f{\"u}hrte zu einer betr{\"a}chtlichen Steigerung der Antik{\"o}rpersynthese um 70-120\%. F{\"u}r Kollagen I- und BSA-Beschichtungen konnten Steigerungen von 40\% beobachtet werden. Modifikationen der Polystyrol-Oberfl{\"a}che mit Laminin zeigten nur marginale Effekte. Durch weitere Versuche wurde best{\"a}tigt, dass die Adh{\"a}sion der Zellen an Kollagen I- und Laminin-beschichteten Oberfl{\"a}chen verringert ist. Die alpha2-Kette des alpha2beta1-Integrins konnte auf der Zelloberfl{\"a}che nicht nachgewiesen werden. Durch ihr Fehlen wird wahrscheinlich die Bindungsf{\"a}higkeit der Zellen an Kollagen I und Laminin beeinflusst. Durch die Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass Hybridomzellen nicht nur Suspensionszellen sind und das Kultursubstrate das Zellwachstum und die Produktivit{\"a}t dieser Zellen stark beeinflussen k{\"o}nnen. Der Einsatz von synthetischen und proteinbeschichteten Kultursubstraten zur Steigerung der Antik{\"o}rpersynthese kann damit f{\"u}r die industrielle Anwendung von großer Relevanz sein. F{\"u}r die Modellierung einer Lymphknotenmatrix wurden Fibronektin, Kollagen I, Heparansulfat und N-Acetylglucosamin-mannose in verschiedenen Kombinationen an Glasoberfl{\"a}chen adsorbiert und f{\"u}r Versuche zur In-vitro-Immunisierung eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die Modifikation der Oberfl{\"a}chen die Aktivierung und Interaktion von dendritischen Zellen, T- und B-Lymphozyten beg{\"u}nstigt, was durch den Nachweis spezifischer Interleukine (IL12, IL6) und durch die Synthese spezifischer Antik{\"o}rper best{\"a}tigt wurde. Eine spezifische Immunreaktion gegen das Antigen Ovalbumin konnte mit den eingesetzten Zellpopulationen aus Ovalbumin-T-Zell-Rezeptor-transgenen M{\"a}usen nachgewiesen werden. Die In-vitro-Immunantwort wurde dabei am st{\"a}rksten durch eine Kombination von Kollagen I, Heparansulfat und N-Acetylglucosamin-mannose auf einer Glasoberfl{\"a}che gef{\"o}rdert. Die Etablierung einer k{\"u}nstlichen Immunreaktion kann eine gesteuerte Aktivierung bzw. Inaktivierung von k{\"o}rpereigenen dendritischen Zellen gegen bestehende Krankheitsmerkmale in vitro erm{\"o}glichen. Durch die Versuche wurden Grundlagen f{\"u}r spezifische Immunantworten erarbeitet, die u.a. f{\"u}r die Herstellung von humanen Antik{\"o}rpern eingesetzt werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Hybridomtechnik},
  language  = {de}
}