Integrierte Hybridsysteme aus Nanopartikeln und Biomolekülen: Synthese, Eigenschaften und Anwendungen

Abstract

Metall‐ oder Halbleiter‐Nanopartikel und Nanostäbchen haben ähnliche Dimensionen wie Proteine (Enzyme, Antigene, Antikörper) oder DNA. Die Integration von Nanopartikeln (mit ihren besonderen elektronischen, photonischen und katalytischen Eigenschaften) mit Biomaterialien (mit ihren einzigartigen Erkennungsmechanismen sowie katalytischen und inhibierenden Fähigkeiten) ergibt hybride Nanobiomaterialien mit synergistischen Eigenschaften und Funktionen. Dieser Aufsatz beschreibt die aktuellsten Entwicklungen bei der Synthese von Hybridsystemen aus Biomolekülen und Nanopartikeln oder Nanostäbchen und deren Anwendung zum Aufbau von geordneten 2D‐ und 3D‐Strukturen in Lösung und auf Oberflächen. Schwerpunkte sind der Einsatz von Biomolekül‐Nanopartikel‐Konjugaten für die Bioanalytik sowie zur Herstellung bioelektronischer Funktionseinheiten und Nanoleiterbahnen aus Metall, Halbleitern oder magnetischen Materialien.

Electrochemical Control of the Photocurrent Direction in Intercalated DNA/CdS Nanoparticle Systems

“…[8,9] The integration of biomaterials with nanoparticles as active hybrid components in bioelectronic systems is interesting, as the unique recognition properties of biomolecules are combined with the optoelectronic functions of nanoparticles. [10,11] Doublestranded DNA (dsDNA) could act as a matrix to assemble signal-triggered functional nanoparticle structures by binding molecular units to the dsDNA. The conductivity of DNA has been a subject of extensive controversy, [12] and it is accepted that DNA exhibits poor conductivity.…”

On‐Chip Integration of Functional Hybrid Materials and Components in Nanophotonics and Optoelectronics

“…Additionally, different biomolecular linkers are also used for the assembly of nanoparticles based on hydrogen bonding [99] . The chemical characteristics of these molecules are very critical in order to realize the assembly of nanoparticles such as antibody -antigen interactions [100] .…”

Clinical Chemistry: Challenges for Analytical Chemistry and the Nanosciences from Medicine

“…This has led to a series of biochemical, molecular biological, and medicinal applications. [75][76][77] A good example in the laboratory medicine sector is the development of a glucose sensor which, placed in tissue, permits a continuous real-time blood-glucose reading, andthrough a feedback mechanism-direct and self-acting administration of insulin (artificial pancreas). Biosensors also find application in the field of POCT determinations (blood gases, electrolytes, metabolic intermediates).…”