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Resonanz Raman Mikro-Spektroskopie zur Analyse bakterieller Biofilme

Kniggendorf, Ann-Kathrin - Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover (2011)


Diese Dissertation untersucht die Eignung konfokaler Resonanz-Raman Mikro-Spektroskopie zur schnellen, nicht-invasiven Analyse komplexer nativer Biofilme in wässrigem Milieu. Inspiriert durch die enorme Vielfalt dieser unschätzbaren natürlichen Resource, wird ein schnelles zerstörungsfreies Abbildungsverfahren auf Resonanz Raman Basis entwickelt, dass nicht nur Information über Aufbau und Morphologie von Biofilmen als Gesamtheit liefert, sondern auch Aufschluss gibt über die in ihnen vergesellschafteten Spezies inklusive räumlicher Verteilung, Verwandtschaftsbeziehungen und Identifizierung (Spezies und Stamm). Konfokale Raman Mikro-Spektroskopie verbindet die hohe räumlich Auflösung konfokaler Mikroskopie mit der Spezifizität von Raman Fingerprints. Durch gezielte Anregung molekularer Resonanzen in allgegenwärtigen, aber dennoch spezies-spezifischen Chromophoren - insbesondere den Zytochrom-c - konnten die notwendigen Messzeiten von 100s und mehr bei Normal Raman Spektroskopie auf 0,5 s (0,1 s bei Karotinoiden) gesenkt werden. Durch die gezielte Auswahl von Resonanzen wird gleichzeitig die in den Spektren kodierte Information auf solche über Moleküle mit bekannter Funktion und taxonomischer Relevanz in den anvisierten Bakterien konzentriert. Das ultimative Ziel dieses Dissertationsprojektes war die Etablierung dieses vielversprechenden Abbildungsverfahrens zur schnellen zerstörungsfreien Analyse unbekannter Biofilmproben und die Bereitstellung präziser Handlungsanweisungen für seine Anwendung. Diese Ziele wurden erreicht.


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