Projektübersicht

Im Rahmen des Projekts wird ein neuartiges DNA Nano-Elektro-Mechanisches-System (NEMS) als Hybridisierungs-Sensor aus Diamant realisiert, charakterisiert und optimiert. Einzelstrang- (ss) und Doppelstrang-(ds) DNA zeigen sehr unterschiedliches kinetisches Verhalten in elektrischen Feldern. Dieser Effekt wird zur Diskriminierung der DNA Hybridisierung mit einem NEMS-Sensor genutzt. Hierzu wird eine neuartige Sensor-Anordnung realisiert, die aus einer nano-Elektrode und einer Elektrochemischen-Mikroskop- Spitze aus Diamant als Gegenelektrode besteht. Diese Spitze wird in ein kommerzielles Kraftmikroskop integriert und kann auf diese Weise mit nanoskaliger Ortsauflösung in physiologischen Flüssigkeiten platziert werden. Die Einzelstrang DNA wird mit einem Redox-Molekül markiert und kovalent auf die Diamant Nano-Elektrode gebunden. Durch elektrische Felder, deren Amplitude und Frequenz optimiert werden, können die DNA Moleküle auf und ab bewegt und auf diese Weise Redox-Ströme an der Arbeits- und Gegen-Elektrode erzeugt werden. Kommt die passende komplementäre DNA dazu, entsteht ein ds-Molekül, das andere kinetische Eigenschaften aufweist. Diese sollen ermittelt und zur Optimierung des NEMS-Sensors eingesetzt werden.