Halbleiterquantenpunkte für die Bioanalyse

Halbleiternanopartikel (oder Halbleiterquantenpunkte) verfügen über einzigartige photophysikalische Eigenschaften (z. B. eine größenabhängige Fluoreszenz), zeigen hohe Fluoreszenzquantenausbeuten und sind gegen photochemische Zersetzung stabil. Dies ermöglicht ihre Verwendung als Markierungen für die optische Parallelanalyse von Immunkomplexen und DNA‐Hybridisierungen oder zur Verfolgung katalytischer biochemischer Umwandlungen. So können die Replizierung oder Telomerisierung von Nucleinsäuren, die Oxidation von Phenolderivaten durch Tyrosinasen oder die Hydrolyse von Peptiden durch Proteasen anhand des resonanten Fluoreszenzenergietransfers oder des lichtinduzierten Elektronentransfers analysiert werden. Durch Photoanregung von Quantenpunkt‐Biomolekül‐Hybriden, die mit Elektroden verbunden sind, gelingt die photoelektrochemische Übersetzung biologischer Erkennungsprozesse oder katalytischer Umwandlungen. Beispiele sind die Erzeugung eines Photostroms durch CdS‐Nanopartikel, die über DNA‐Doppelstränge mit einer Elektrode verknüpft sind, oder das Auftreten von Photoströmen als Folge biochemischer Umwandlungen. Beim elektrochemischen DNA‐ oder Protein‐Nachweis binden mit Nucleinsäuren oder Proteinen funktionalisierte Halbleiternanopartikel an biologische Komplexe. Nach der anschließenden Zersetzung der Nanopartikel lassen sich die Ionen nachweisen, und der Erkennungsprozess wird offenkundig.