Biomimetische Funktionsmaterialien

Cytochrom C Bindung an molekular geprägtes Polymer (MIP) im Vergleich zu nicht geprägtem Kontrollpolymer (NIP)
© Fraunhofer IZI-BB

Cytochrom C Bindung an molekular geprägtes Polymer (MIP) im Vergleich zu nicht geprägtem Kontrollpolymer (NIP)

Biomimetische Sensoren, die artifizielle Rezeptorpolymere wie MIPs nutzen, bieten neue analytische Optionen, wenn Antikörper nicht verfügbar oder gewünscht sind (MIPs = molekular geprägte Polymere). Als Polymere können MIPs im multi-Gramm Maßstab synthetisiert und bei extremen pH-Werten oder in organischen Lösungsmitteln eingesetzt werden, also unter Prozessbedingungen, denen kein Protein standhält. Unsere Forschung konzentriert sich auf Rezeptorpolymere mit energetisch homogenen Bindungsstellen, die in wässrigen Lösungen ihr Zielmolekül binden. Solche wasserkompatiblen, »monoklonalen« MIPs sind als Ersatz für Antikörper in Sensoren nutzbar. Wir beraten unsere Kunden objektiv und erarbeiten gemeinsam mit Ihnen ein realistisches Anwendungsszenario für biomimetische Sensoren.

Immunglobulin G (IgG) bindendes MIP

Molekular geprägtes Polymer unter REM
© Fraunhofer IZI-BB

Molekular geprägtes Polymer unter REM

Im Rahmen des Leistungszentrums Funktionsintegration (LIM) werden artifizielle Rezeptorpolymere (MIPs) entwickelt, die eine bestimmte Proteinklasse (humanes IgG), in komplexen Mischungen selektiv binden können. Solche Materialien könnten zur wirtschaftlichen Aufreinigung therapeutischer Antikörper eingesetzt werden.

Influenza A bindender peptid-dekorierter Polymerfilm

Das BMBF-geförderte Projekt FluType will die Subtypisierung von Influenza A Viren auf der Basis von spezifischen Peptiden als Erkennungselementen ermöglichen, ohne Einsatz von Tieren. Um eine stärkere Bindung und eine höhere Senstivität zu erreichen, werden die Peptide auf dreidimensional strukturierten Polymerfilmen immobilisiert.

  • Elektropolymerisations-Anlage
  • Quarz Crystal Microbalance (QCM)
  • labelfreier MIP-Thermistor

  • Jetzschmann K. J., Jágerszki G., Dechtrirat D., Yarman A., Gajovic-Eichelmann N., Gilsing H.-D., Schulz B., Gyurcsányi R. E., Scheller F. W. (2015) Vectorially Imprinted Hybrid Nanofilm for Acetylcholinesterase Recognition. Adv. Funct. Mater. 32: S. 5178-5183
  • Dechtrirat D., Gajovic-Eichelmann, N., Scheller, F.W., Bier, F.F. (2014) Electrosynthesized Surface Confined Imprint and Sugar Furnished Monolayer as a Hybrid Material for Signal Amplifying and Highly Selective Protein Sensing. Adv. Funct. Mater., 24: S. 2233-2239
  • Dechtrirat D, Gajovic-Eichelmann N, Wojcik F, Hartmann L, Bier FF, Scheller FW. (2014) Electrochemical displacement sensor based on ferrocene boronic acid tracer and immobilized glycan for saccharide binding proteins and E. Coli. Biosens Bioelectron. 58 (2014): S. 1-8.
  • Dechtrirat D., Jetzschmann, K. J., Stöcklein, W.F.M., Scheller, F.W., Gajovic-Eichelmann, N. (2012) Protein Rebinding to a Surface-Confined Imprint.  Adv.Funct. Mater. 22, 5231-5237
  • Athikomrattanakul U., Gajovic-Eichelmann N., Scheller F.W. Thermometric Sensing of Nitrofurantoin by Noncovalently Imprinted Polymers Containing Two Complementary Functional Monomers. Anal. Chem. 2011; 83(20), 7704–7711

  • Robert-Koch Institut
  • LXP Group GmbH
  • Institut für Dünnschichtsensorik und Mikrotechnologie Teltow e.V.
  • Universität Potsdam, Lehrstuhl Molekulare Bioanalytik und Bioelektronik