07.04.2016
QCM-D Technologie als neue Plattform in der Bioanalytik
Dr. Paula Braun , Dr. Frank Gehring, 3T analytik GmbH & CO. KG
Die QCM-D-Technologie ist eine Oberflächenempfindliche Echtzeit-Technik zur Überwachung und Charakterisierung von (Bio-)Schichten auf einer Oberfläche im Hinblick auf Adsorptions- und Desorptionsereignisse, molekulare Wechselwirkungen und strukturelle Eigenschaften. QCM-D gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Untersuchung biologischer Vorgänge, beispielsweise in der Nano- oder Zellbiologie. Interaktionen zwischen Molekülen sowie Zellen sind an der Zell- und Sensoroberfläche in situ im natürlichen belassenen Zustand beobachtbar und gewähren damit einen einmaligen Einblick in die komplexe Welt der Biologie.
Das Messprinzip
Das Herzstück der QCM-D Technologie bildet der Sensor, der aus einem Schwingquarz besteht. Dieser Schwingquarz wird durch eine elektrische Wechselspannung zu mechanischen Schwingungen angeregt. Die Ablagerung von kleinsten Partikeln, Proteinen, Bakterien, Viren oder Zellen an der Oberfläche verändert diese Schwingung in ihrer Frequenz und/oder Amplitude bzw. Dissipation. Dadurch kann die Anlagerung von einem Milliardstel Gramm sowie die Änderung der Materialeigenschaft von angelagerten Schichten registriert werden. Die Applikationen erstrecken sich von der Charakterisierung von Polymerschichten bis hin zu medizinischen Fragestellungen wie z.B. Detektion von Erregern, Autoimmunerkrankungen, Proteinwechselwirkungen, Zellkulturen und des Gerinnungsstatus. Auf besondere Weise wird die Entstehungsdynamik von Zellnetzwerken oder makromolekularer 3D Strukturen sichtbar gemacht. Änderungen des Frequenz- und Dissipationsparameter korrelieren mit den Bindungs-, Interaktions- und strukturellen Eigenschaften der angelagerten Schichten.