Inaktivierung von Proteinen und Zellen durch Laserbestrahlung von ...

Schadensmodellierung 177
Auf diese Weise können auch Ergebnisse von Proben, die mit einem inhomogenen
Strahlprofil bestrahlt wurden, mit theoretischen Vorhersagen verglichen werden.
Als alternativer Schadensmechanismus wurde die Inaktivierung aufgrund einer
Zerstörung der Proteine oberhalb einer bestimmten Schwellentemperatur berechnet.
Mögliche Prozesse mit Schwellentemperatur, die Proteine zerstören könnten,
sind die Phasenübergänge von Wasser (flüssig-gasförmig) und von Gold (festflüssig-gasförmig).
Für die Berechnung wurde angenommen, dass es zu einem
vollständigen Schaden nach dem Übergang kommt und vor dem Übergang kein
Schaden verursacht wird. Diese Bedingung wird durch die Gewichtung
Ω(x, y) =0 für Temperatur(x, y) ≤ Temperatur Phasenübergang (5.6)
∞ für Temperatur(x, y) > Temperatur Phasenübergang (5.7)
beschrieben. Der normierte Gesamtschaden ist unter Berücksichtigung der Tropfenform
mit der Gewichtung aus Gleichung 5.3 erfolgt, so dass sich der Gesamtschaden
nach Gleichung 5.5 berechnen ließ.
5.2.1 Berechnung der Schäden an Nanogoldkonjugaten
nach der Arrheniusgleichung
Im folgenden Abschnitt wird der gemessene Verlauf der Inaktivierung mit einem
berechneten Schaden nach der Arrheniusgleichung verglichen.
Für α-Chymotrypsin liegen als grundlegende Messungen zur thermischen Denaturierungskinetik
die Messungen von Pohl [149] und Lange [105] vor. Pohl gibt an,
dass seine Werte die vollständige Entfaltung beschreiben. Die von Lange gemessenen
Raten wurden keinem Entfaltungsprozess eindeutig zugeordnet. Es wurde
angenommen, dass die spektroskopisch beobachteten Strukturveränderungen zu
einer Inaktivierung durch fehlerhafte Rückfaltung oder Aggregation führen.
Durch Extrapolation dieser Raten zu hohen Temperaturen und kurzen Zeiten
erfolgte die Berechnung der thermischen Schäden von α-Chymotrypsin . Für
alkalische Phosphatase wurden die Raten extrapoliert, die für die thermische
Denaturierung im Zeitbereich von Sekunden in Wasserbad-Temperatursprungexperimenten
gemessen wurden.