PUB - Publikationen an der Universität Bielefeld

Die Untersuchung von Proteinen stellt besondere Herausforderungen an die Entwicklung von sogenannten Biochips dar. Hierfür sind funktionalisierte Mikro- und Nanometer Strukturoberflächen mit sehr hoher Auflösung erforderlich. Ziel ist die Immobilisierung von Biomolekülen an wohl definierten funktionellen Positionen, um eine weitere detaillierte Analyse zu ermöglichen. Die Verwendung von Selbstaggregierenden Monolagen (SAMs) ist für die oben genannten Ziele eine ideale Plattform. Durch diese Monolagen lassen sich chemische und physikalische Eigenschaften der Oberflächen sehr genau kontrollieren. Sie dienen als Bindeglied zwischen organischen und anorganischen Umgebungen. Durch verschiedene lithographische Techniken können auf diesen Oberflächen lateral definierte chemische modifizierte Strukturen erzeugt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die laterale Strukturierung selbstaggregierender Monolagen (SAMs) mittels EUV Interferenz Lithographie (EUV-IL) untersucht. Dabei zeigt sich, dass die direkte Strukturierung der Nitrobiphenyl-Thiol SAMs durch Vernetzung die gleichen chemischen und physikalischen Eigenschaften aufweisen wie Elektronenvernetzte Proben. Die Methode der EUV-IL eignet sich somit besonders gut für die Fabrikation von großflächigen Vorlagen wie z.B. für Biochips. Die Kombination aus SAM und EUV Lithographie basierter Technik besitzt ein enormes technisches Potential. Es lassen sich hierbei Nanosiebe oder durch Anbindung von multivalenten NTA-Derivaten an die chemisch funktionalisierte SAM mit NTA / His-tag Wechselwirkung Biochips realisieren. Diese NTA-Chelator Proteinbiochips erlauben eine spezifische, hochaffine, umkehrbare und langfristige Immobilisierung His-markierter Proteine. Deren Verwendung ist in der Untersuchung bzw. Analyse von unterschiedlichen Proteineigenschaften auf Oberflächen sehr hilfreich. Die Herstellung und Anwendung einer Vielzahl von physikalischen, chemischen und biologischen Strukturen wird hierdurch ermöglicht. Konkret konnten verschiedene Herstellungsmethoden zur Realisierung eines Biochips demonstriert werden. Außerdem können mit dem Ansatz aus SAM und EUV-IL Nanosiebe produziert werden. Dabei handelt es sich um Membrane mit einer Schichtdickenstärke und Perforation im Nanoskala Bereich. In dieser Arbeit werden definierte Porenöffnungen bis zu ~30nm gezeigt. Mögliche praktische Anwendungen sind z.B. Filter.