Entwicklung eines amperometrischen Biosensors zur Erfassung von Polyphenolen

In der durchgeführten Arbeit wurden neue Immobilisierungsstrategien zur Etablierung eines amperometrischen Biosensors, welcher Polyphenole erfasst, untersucht. Ziel war es eine „Handheld-Unit“ unter Verwendung einer Dickschichtelektrode (Thick-Film Technology, TFT) zu entwickeln. Zur Erfassung von Polyphenolen wurde das Enzym Laccase ausgewählt, welche die Oxidation von Phenolen zu Chinonen katalysiert. Dabei wurden in dieser Arbeit die Laccasen aus Rhus vernicifera, Agaricus bisporus und Trametes versicolor auf die mögliche Verwendung als biologische Komponente des Biosensors getestet. Für die untersuchten Immobilisierungsstrategien erwies sich die Laccase aus Trametes versicolor als geeignet. Als Immobilisierungsreagenz wurde Polylactid (PLA) als neuer Ansatz zur Immobilisierung von Laccase zur Detektion von Polyphenolen gewählt. Verschiedene Polylactide wurden untersucht. Die Leitfähigkeit des Polymers konnte sowohl mit Aktivkohle wie auch mit Carbon Nanotubes (CNT) erreicht werden, wobei die Verwendung von CNT ein stabileres Signal lieferte. Des Weiteren wurde die Immobilisierung von Enzymen auf TFT-Sensoren mittels Photolinkern untersucht. Dabei wurden die Photolinker N-Hydroxysulfosuccinimidyl-4-azidobenzoat (Sulfo-HSAB), 4-Fluoro-3-Nitrophenyl-azid (FNPA) und die Kombination aus 3-Aminopropyltriethoxysilan/Glutaraldehyd (APTES/GDA) getestet. Dabei wurde festgestellt, dass sowohl die Empfindlichkeit und die Robustheit des Sensors am Größten ist, wenn das Enzym Laccase mittels FNPA immobilisiert wurde. Es wurden Realproben (grüner Tee (Camellia sinensis), Aroniasaft und Cranberrysaft) mittels TFT-Sensor vermessen und diese Ergebnisse mit den Ergebnissen der Referenzmethode nach Folin-Ciocalteu verglichen. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Biosensor-Ergebnisse gut für Screenings geeignet sind. Sowohl für die Immobilisierungsstrategie mit PLA, als auch für die Immobilisierungsstrategie mittels des Photolinkers FNPA wurde die Lagerstabilität der beschichteten Biosensoren überprüft. Beide Beschichtungsstrategien haben eine gute Lagerstabilität (PLA-Beschichtung: mindestens 83 Tage, FNPA-Beschichtung mindestens 28 Tage)