Using of modern methods in Chemometrics and Geostatistics, Definition of Characteristic Parameters of Bioanalytic Systems and Characterization of a Mach-Zehnder-Interferometer for Bioanalytics

Das Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung der Konzentration von Schadstoffen im Trinkwasser sowie die Demonstration von neuen Interpolations- und Zeitreihenanalysemethoden, basierend auf neuronalen Netzen, Support Vektor Maschinen und Continuous Global Splines für geostatistische Messdaten. Zur Bestimmung der Schadstoffe wurde ein integriert optisches Mach-Zehnder-Interferometer sowie ein TIRF-Messgerät verwendet. Anhand von Kalibriermessungen wurden die charakteristischen Kenngrößen wie Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze, Reproduzierbarkeit sowie Wiederfindungsrate und Präzision bestimmt. Desweiteren wurden die verschiedenen Methoden zur Definition dieser Kenngrößen bei nichtlinearen Kalibrierkurven sowie Ansätze zur Kalibrierung bei Auftreten des Hook-Efekts näher beleuchtet. Es wurden auch Reproduzierbarkeitsmessungen mit molekular geprägten Polymeren durchgeführt, welche auf Atrazin geprägt waren. Die TIRF-Messungen wurden als Bindungshemmtests mit Progesteron in verschiedenen Matrizes sowie verschiedenen anderen Hormonen, welche bei der Signalübertragung zwischen Zellen eine Rolle spielen, durchgeführt.The aim of this work is the estimation of the contentration of pollutants in drinking water and the demonstration of new interpolation methods and time series analysis methods based on neural networks, support vector machines and continuous global surfaces for geostatistical measurements. For the estimation of the concentrations an integrated optical Mach-Zehnder-interferometer and a TIRf-device were used. With calibration measurements in binding inhibition assay format the limit of detection, the limit of estimation, the reproducibility and the precision were estimated. Different possibilities of the definition of these quantities were investigated. Approaches for the calibration if the Hook-effect appears in the measurement were discussed. Reproducibility measurements with molecular imprinted polymers for atracine were done. The TIRF-measurements were binding inhibition assays with Progesterone and other hormones in different matrices and hormones for the signal transfer between cells