KIP-Veröffentlichungen

Peptidbibliotheken sind für vielfältige Untersuchungen in den Lebenswissenschaften von Bedeutung. Es existieren zwar bereits Möglichkeiten diese herzustellen, jedoch mangelt es an kostengünstigen Hochdurchsatzverfahren. Mit Hilfe einer neuen Technik zur Herstellung von Peptid-Microarrays, basierend auf der ortsgenauen Ablagerung von Aminosäure-Biopartikeln, entwickelt am Deutschen Krebsforschungszentrum und dem Kirchhoff-Institut für Physik, konnte die Spotdichte drastisch gesteigert und die Syntheseschritte vereinfacht werden. Mit steigender Komplexität erfordern diese Verfahren aber eine hohe Präzision, d.h. eine kontaminationsfreie Ablagerung der Biopartikel wird unumgänglich.
Für die vollkombinatorische Peptidsynthese wurden zwei verwandte Techniken zur Ablagerung von Partikeln analysiert. Zum einen wurde die Laserdruck-Methode theoretisch und experimentell untersucht, was zu einer Optimierung des Druckbildes und des Substrates geführt hat. Zum anderen wurde die CMOS-Chip Technik mit Hilfe von theoretischen Modellen, numerischen Verfahren und experimentellen Erweiterungen entscheidend verbessert. Die Kontamination wurde signifikant verringert und zum ersten Mal wurde somit eine vollkombinatorische Peptidsynthese auf einem CMOS-Chip erfolgreich durchgeführt.

Over the last few years, peptide libraries gained in importance, but the market is still lacking low cost high-throughput methods. By means of a new method for the production of peptide microarrays with amino acid bioparticles, developed at the German Cancer Research Center and the Kirchhoff Institute of Physics in Heidelberg, the spot resolution was drastically increased, whereas the combinatorial procedure was simplified. With increasing complexity, these techniques require high precision, thus, deposition of bioparticles without contamination is essential, to meet the high standards of modern diagnostics.
Focusing on full combinatorial peptide synthesis, the deposition of bioparticles was thoroughly analyzed, regarding two related techniques. On the one hand, the laser printing technique was improved, by theoretically and experimentally elucidating different substrate properties, resulting in an optimized printing pattern quality. On the other hand, the CMOS chip-based particle pattern generation was theoretically and experimentally analyzed. This yielded a significant improvement of the particle deposition precision and at the same time a reduction of the contamination, leading for the first time to a successful combinatorial peptide synthesis on a CMOS chip.