Open Access

Christoph Tersch, Fred Lisdat

• Es wird ein impedimetrisches Sensorsystem für den Nachweis von Protein-DNA-Wechselwirkungen vorgestellt. Der Sensor nutzt kurze Thiol-markierte DNA (ssDNA), die über Chemisorption auf Goldchipelektroden immobilisiert wird. Aus den Impedanzspektren wurde der Durchtrittswiderstand (Rct) als Kenngröße für die zu untersuchenden Wechselwirkungen gewählt. In Anwesenheit des Redoxsystems Ferro-/Ferrycyanid konnte eine Zunahme des Durchtrittswiderstandes nach der Immobilisierung und anschließender Hybridisierung auf der Sensoroberfl äche registriert werden. Der Einsatz längerer Fänger-DNA (25- mer im Vergleich zu 18-mer) führte zu einer Abnahme der Konzentration an immobilisierten Fänger-Strängen, aber auch zu einer Vergrößerung der Durchtrittswiderstände sowohl für ssDNA als auch dsDNA. Bei ähnlichen Oberflächenkonzentrationen ließ sich eine annähernd gleiche Sensitivität des Hybridisierungsnachweises im Vergleich zu 18-mer Fänger-Strängen erzielen. Mit Hilfe des Elektrodensystems wurde die Nachweisbarkeit von Protein-DNA-Wechselwirkungen untersucht. Die Restriktion doppelsträngiger DNA durch die Restriktionsendonuklease BamHI konnte mit der Zyklovoltammetrie und markierungsfrei mit der Impedanzspektroskopie verfolgt werden. Des Weiteren wurde die sequenzspezifische Bindung des Transkriptionsfaktors NF-κB p50 an
• In this work, the applicability of an impedimetric DNA sensor has been investigated for the detection of protein- DNA interactions. The sensor is based on short thiol-modified single-stranded DNA, which is chemisorbed to gold chip electrodes. In the presence of the redox system ferri-/ferrocyanide impedance measurements show an increase in charge transfer resistance after immobilization and hybridization of ssDNA to the sensor surface. The use of a longer capture oligonucleotide (a 25-mer instead of an 18-mer) results in a decreasing probe concentration on the surface. Furthermore it causes an increase of the charge transfer resistance for both ssDNA and dsDNA. The hybridization event, however, can be detected with a similar sensitivity compared to an 18-mer (with the same surface concentration) and allows a good discrimination between ssDNA and dsDNA. This electrode system is used to follow an enzyme reaction on the surface electrochemically. The cleavage of a double-stranded DNA by restriction endonuclease BamHI could be verified by cyclic voltammetry and impedance spectroscopy. The sequence specific DNAbinding of the transcription factor NF-κB p50 is found to cause a decrease in charge transfer resistance.