Chemische Verfahren zur Herstellung von Proteinbiochips

Abstract

Proteinbiochips sind integrale Bestandteile einer wachsenden Zahl medizinischer und bioanalytischer Anwendungen, weshalb das Interesse an Methoden zur Proteinimmobilisierung für die Herstellung solcher Chips in den letzten Jahren stark gestiegen ist. Dieser Aufsatz gibt einen Überblick über chemische Verfahren zur kovalenten und nichtkovalenten Anbindung von Proteinen auf Oberflächen, wobei ein spezielles Augenmerk auf chemische Selektivität und die Erhaltung der Proteinfunktion bei der Immobilisierung gelegt wird. Ferner werden Strategien zur Herstellung strukturierter Proteinoberflächen umrissen. Abschließend wird ein Ausblick auf mögliche Entwicklungsrichtungen im Bereich der Proteinbiochipforschung und ‐anwendung gegeben.

Proteinbiochips in der Biomedizin und Biotechnologie

“…[34] Die Lösung dieses Problems liegt möglicherweise in der Weiterentwicklung der Methoden zur Proteinbiochipherstellung, und in den letzten Jahren wurden bereits viele entsprechende Methoden eingeführt. [4] Die Expression und Reinigung Tausender Proteine unter Erhaltung ihrer Aktivität ist äußerst anspruchsvoll. [34] Dennoch befindet sich eine steigende Zahl von Methoden für die schnelle Produktion hochwertiger Proteinbiochips im Proteom-Maßstab für einige Organismen in der Entwicklung.…”

“…Dennoch ist der Übergang von DNA-zu Proteinmikroarrays wegen der größeren Empfindlichkeit von Proteinen kompliziert und erfordert speziell zugeschnittene Methoden zur Proteinimmobilisierung, die eine Erhaltung der Integrität und Funktionalität der Proteine gewährleisten. [4] Proteinbiochips, die definierte Proteinstrukturen präsentie-ren sollen, erfordern sogar noch komplexere Herstellungsansätze. [4] Auf diesen Gebieten sind allerdings bereits beachtliche Fortschritte erzielt worden.…”

“…[4] Proteinbiochips, die definierte Proteinstrukturen präsentie-ren sollen, erfordern sogar noch komplexere Herstellungsansätze. [4] Auf diesen Gebieten sind allerdings bereits beachtliche Fortschritte erzielt worden. Kürzlich beschrieben wir in einem Übersichtsartikel chemische Strategien zur Herstellung von Proteinbiochips, [4] während wir uns im vorliegenden Kurzaufsatz auf deren Anwendungen in ausgewählten Gebieten der biomedizinischen und biotechnologischen Forschung konzentrieren wollen, nämlich bei der Proteomforschung, der Biomarkerdetektion und der WirkstoffForschung.…”

Chemical functionalization of composite surfaces for improved structural bonded repairs

“…Chemically reactive surfaces are achieved in a two-step approach involving a corona treatment in the first step and a subsequent coupling of functional trialkoxy silanes and thiols via wet chemical methods. The covalent attachment of silanes and thiols onto the surface of either organic or inorganic materials is well established and is not only employed for the preparation of selfassembled monolayers but also widely used in different fields of applications ranging from coating techniques to the health care sector [16][17][18].…”

Honeycomb Micropatterning of Proteins on Polymer Films through the Inverse Microemulsion Approach

“…[2][3][4] The known routes usually involve lithography, selective adsorption and plasma polymerization. [5][6][7][8] They are available, yet multistep procedures make the protein micropatterning process complicated, which leads to a demand for more convenient methods. Among the approaches based on bottom-up self-assembly, the one named "breath figure" has proved to be an effective dynamic template method.…”