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Das 3. Herbsttreffen Patholinguistik fand am 21. November 2009 an der Universität Potsdam statt. Der vorliegende Tagungsband enthält die drei Hauptvorträge zum Schwerpunktthema „Von der Programmierung zu Artikulation: Sprechapraxie bei Kindern und Erwachsenen“. Darüber hinaus enthält der Band die Beiträge aus dem Spektrum Patholinguistik, sowie die Abstracts der Posterpräsentationen.
Im Fokus dieser Arbeit stand der Aufbau einer auf DNA basierenden Nanostruktur. Der universelle Vier-Buchstaben-Code der DNA ermöglicht es, Bindungen auf molekularer Ebene zu adressieren. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der DNA prädestinieren dieses Makromolekül für den Einsatz und die Verwendung als Konstruktionselement zum Aufbau von Nanostrukturen. Das Ziel dieser Arbeit war das Aufspannen eines DNA-Stranges zwischen zwei Fixpunkten. Hierfür war es notwendig, eine Methode zu entwickeln, welche es ermöglicht, Funktionsmoleküle als Ankerelemente ortsaufgelöst auf eine Oberfläche zu deponieren. Das Deponieren dieser Moleküle sollte dabei im unteren Mikrometermaßstab erfolgen, um den Abmaßen der DNA und der angestrebten Nanostruktur gerecht zu werden. Das eigens für diese Aufgabe entwickelte Verfahren zum ortsaufgelösten Deponieren von Funktionsmolekülen nutzt das Bindungspaar Biotin-Neutravidin. Mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops (AFM) wurde eine zu einem „Stift“ umfunktionierte Rasterkraftmikroskopspitze so mit der zu deponierenden „Tinte“ beladen, dass das Absetzen von Neutravidin im unteren Mikrometermaßstab möglich war. Dieses Neutravidinmolekül übernahm die Funktion als Bindeglied zwischen der biotinylierten Glasoberfläche und dem eigentlichen Adressmolekül. Das somit generierte Neutravidin-Feld konnte dann mit einem biotinylierten Adressmolekül durch Inkubation funktionalisiert werden. Namensgebend für dieses Verfahren war die Möglichkeit, Neutravidin mehrmals zu deponieren und zu adressieren. Somit ließ sich sequenziell ein Mehrkomponenten-Feld aufbauen. Die Einschränkung, mit einem AFM nur eine Substanz deponieren zu können, wurde so umgangen. Ferner mußten Ankerelemente geschaffen werden, um die DNA an definierten Punkten immobilisieren zu können. Die Bearbeitung der DNA erfolgte mit molekularbiologischen Methoden und zielte darauf ab, einen DNA-Strang zu generieren, welcher an seinen beiden Enden komplementäre Adressequenzen enthält, um gezielt mit den oberflächenständigen Ankerelementen binden zu können. Entsprechend der Geometrie der mit dem AFM erzeugten Fixpunkte und den oligonukleotidvermittelten Adressen kommt es zur Ausbildung einer definierten DNA-Struktur. Mit Hilfe von fluoreszenzmikroskopischen Methoden wurde die aufgebaute DNA-Nanostruktur nachgewiesen. Der Nachweis der nanoskaligen Interaktion von DNA-bindenden Molekülen mit der generierten DNA-Struktur wurde durch die Bindung von PNA (peptide nucleic acid) an den DNA-Doppelstrang erbracht. Diese PNA-Bindung stellt ihrerseits ein funktionales Strukturelement im Nanometermaßstab dar und wird als Nanostrukturbaustein verstanden.
Background: The ability to create nanostructures with biomolecules is one of the key elements in nanobiotechnology. One of the problems is the expensive and mostly custom made equipment which is needed for their development. We intended to reduce material costs and aimed at miniaturization of the necessary tools that are essential for nanofabrication. Thus we combined the capabilities of molecular ink lithography with DNA-self-assembling capabilities to arrange DNA in an independent array which allows addressing molecules in nanoscale dimensions.
Results: For the construction of DNA based nanostructures a method is presented that allows an arrangement of DNA strands in such a way that they can form a grid that only depends on the spotted pattern of the anchor molecules. An atomic force microscope (AFM) has been used for molecular ink lithography to generate small spots. The sequential spotting process allows the immobilization of several different functional biomolecules with a single AFM-tip. This grid which delivers specific addresses for the prepared DNA-strand serves as a two-dimensional anchor to arrange the sequence according to the pattern. Once the DNA-nanoarray has been formed, it can be functionalized by PNA (peptide nucleic acid) to incorporate advanced structures.
Conclusions: The production of DNA-nanoarrays is a promising task for nanobiotechnology. The described method allows convenient and low cost preparation of nanoarrays. PNA can be used for complex functionalization purposes as well as a structural element.
Background: The ability to create nanostructures with biomolecules is one of the key elements in nanobiotechnology. One of the problems is the expensive and mostly custom made equipment which is needed for their development. We intended to reduce material costs and aimed at miniaturization of the necessary tools that are essential for nanofabrication. Thus we combined the capabilities of molecular ink lithography with DNA-self-assembling capabilities to arrange DNA in an independent array which allows addressing molecules in nanoscale dimensions.
Results: For the construction of DNA based nanostructures a method is presented that allows an arrangement of DNA strands in such a way that they can form a grid that only depends on the spotted pattern of the anchor molecules. An atomic force microscope (AFM) has been used for molecular ink lithography to generate small spots. The sequential spotting process allows the immobilization of several different functional biomolecules with a single AFM-tip. This grid which delivers specific addresses for the prepared DNA-strand serves as a two-dimensional anchor to arrange the sequence according to the pattern. Once the DNA-nanoarray has been formed, it can be functionalized by PNA (peptide nucleic acid) to incorporate advanced structures.
Conclusions: The production of DNA-nanoarrays is a promising task for nanobiotechnology. The described method allows convenient and low cost preparation of nanoarrays. PNA can be used for complex functionalization purposes as well as a structural element.
Background
Micrometer resolution placement and immobilization of probe molecules is an important step in the preparation of biochips and a wide range of lab-on-chip systems. Most known methods for such a deposition of several different substances are costly and only suitable for a limited number of probes. In this article we present a flexible procedure for simultaneous spatially controlled immobilization of functional biomolecules by molecular ink lithography.
Results
For the bottom-up fabrication of surface bound nanostructures a universal method is presented that allows the immobilization of different types of biomolecules with micrometer resolution. A supporting surface is biotinylated and streptavidin molecules are deposited with an AFM (atomic force microscope) tip at distinct positions. Subsequent incubation with a biotinylated molecule species leads to binding only at these positions. After washing streptavidin is deposited a second time with the same AFM tip and then a second biotinylated molecule species is coupled by incubation. This procedure can be repeated several times. Here we show how to immobilize different types of biomolecules in an arbitrary arrangement whereas most common methods can deposit only one type of molecules. The presented method works on transparent as well as on opaque substrates. The spatial resolution is better than 400 nm and is limited only by the AFM's positional accuracy after repeated z-cycles since all steps are performed in situ without moving the supporting surface. The principle is demonstrated by hybridization to different immobilized DNA oligomers and was validated by fluorescence microscopy.
Conclusions
The immobilization of different types of biomolecules in high-density microarrays is a challenging task for biotechnology. The method presented here not only allows for the deposition of DNA at submicrometer resolution but also for proteins and other molecules of biological relevance that can be coupled to biotin.
Das 8. Herbsttreffen Patholinguistik mit dem Schwerpunktthema "Besonders behandeln? Sprachtherapie im Rahmen primärer Störungsbilder" fand am 15.11.2014 in Potsdam statt. Das Herbsttreffen wird seit 2007 jährlich vom Verband für Patholinguistik e.V. (vpl) durchgeführt.
Der vorliegende Tagungsband beinhaltet die vier Hauptvorträge zum Schwerpunktthema, die vier Kurzvorträge aus dem Spektrum Patholinguisitk sowie die Beiträge der Posterpräsentationen zu weiteren Themen aus der sprachtherapeutischen Forschung und Praxis.
Das 10. Herbsttreffen Patholinguistik mit dem Schwerpunktthema »Panorama Patholinguistik: Sprachwissenschaft trifft Sprachtherapie« fand am 19.11.2016 in Potsdam statt. Das Herbsttreffen wird seit 2007 jährlich vom Verband für Patholinguistik e.V. (vpl) durchgeführt. Der vorliegende Tagungsband beinhaltet die vier Hauptvorträge zum Schwerpunktthema sowie Beiträge zu den Kurzvorträgen »Patholinguistik im Fokus« und der Posterpräsentationen zu weiteren Themen aus der sprachtherapeutischen Forschung und Praxis.