Inaktivierung von Proteinen und Zellen durch Laserbestrahlung von ...

4 Einleitung
in welchen Zeiten und bei welchen Temperaturen eine thermische Denaturierung
von Proteinen innerhalb des thermischen Einschlusses möglich ist [84].
Die Beschreibung der Denaturierungskinetik von Proteinen, Zellen und Gewebe
nach einem einfachen Ratenprozeß und damit nach der Arrheniusgleichung hat
sich bis 100◦Cbewährt. Danach steigen die Schädigungsraten exponentiell mit
der reziproken Temperatur.
Um einen präzisen Effekt zu induzieren, darf die thermische Relaxationszeit des
zu schädigenden Areals von der Laserpulsdauer nicht wesentlich überschritten
werden. D. h. für präzise Schäden nimmt die Zeit, in der der Effekt induziert
werden muss, ab. Um die kurze Zeit zu kompensieren, muss eine höhere Temperatur
an der Partikeloberfläche induziert werden, so dass die biochemischen
Reaktionen in dem geheizten Areal schneller ablaufen.
In Abbildung 1.2 sind extrapolierte thermischen Schädigungsdauern von Proteinen
und Gewebe [145] in einer Arrheniusdarstellung aufgetragen. Zusätzlich ist
die thermische Relaxationszeit nach Gleichung 1.1 von möglichen Zielvolumen auf
der 2. Ordinate aufgetragen, die die Zeit, in der die Reaktion stattfinden muss,
begrenzt. Man kann demnach aus dieser Auftragung ablesen, in welchem Zeitund
Temperaturbereich eine Inaktivierung von Proteinen nach den extrapolierten
Daten erwartet werden kann.