Untersuchungen zur Entwicklung von phosphoreszierenden Nanopartikeln als Marker für die Bioanalytik und medizinische Diagnostik

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Die im Bereich der Bioanalytik und medizinischen Diagnostik weit verbreitete Fluoreszenzmarkierung hat das Problem, dass die Detektion der Marker-Lumineszenz durch Untergrundlumineszenz der Probe gestört wird. Eine Alternative stellen phosphoreszierende Farbstoffe dar: Indem die Anregung von der Detektion zeitlich getrennt wird, wird der Hintergrund quasi auf null reduziert. Dies ermöglicht zahlreiche neue Anwendungen im biologischen Bereich, z.B. bei der dynamischen und statischen Markierung von Biomolekülen. Im Rahmen dieses Projekts sollen phosphoreszierende, anorganische Nanopartikel entwickelt werden, die als Marker für die Bioanalytik verwendet werden können und sollen. Dabei werden erstmals die Prozessbedingungen bestimmt, die zur Bildung der für die Phosphoreszenz verantwortlichen Defekte führen. Im Gegensatz zu den existierenden Markern werden Nanoleuchtstoffe entwickelt werden, die noch nach einigen Sekunden bzw. Minuten eine detektierbare Lumineszenz aufweisen oder - bei zusätzlicher Infrarotbestrahlung - eine photostimulierte Lumineszenz als Ergebnis einer einige Stunden vorher erfolgten UV-Bestrahlung zeigen. Dazu kann auf weitreichende Erfahrungen mit II-VI Halbleiter Nanopartikeln zurückgegriffen werden. Als Materialien sollen dotierte oxidische Leuchtstoffe untersucht werden, die - als makroskopische Partikel - hervorragende Phosphoreszenz zeigen. Diese neuartigen, phosphoreszierenden Nanopartikel sollen so derivatisiert werden, dass sie kovalent an Biomoleküle gekoppelt werden können unter Erhalt der Phosphoreszenz-Eigenschaften.