Inaktivierung von Proteinen und Zellen durch Laserbestrahlung von ...

180 Schadensmodellierung
Restaktivität [%]
100
80
60
40
20
0
0
5nm
0nm 10 nm
400
0nm 5nm
Raten Lange
Raten Pohl
15nm Chym.- Gold
Restaktivität
10 nm
800 1200 1600
Bestrahlung [mJ/cm²]
Abbildung 5.7: Berechnete und gemessene Restaktivität von chymo-Goldkonjugaten
nach Bestrahlung mit 6 ns Pulsen. Die Restaktivität wurde für den Temperaturverlauf
an der Oberfläche der Partikel, in 5 nm Entfernung und in 10 nm Entfernung von der
Partikeloberfläche berechnet. Ab 160 mJ/cm2 wird der spinodale Punkt im Zentrum
der Probe erreicht.
Nach den Rechnungen kann eine vollständige Inaktivierung ab 100 mJ/cm2 und
einem Puls nach den Raten von Pohl erwartet werden. Eine Inaktivierung wurde
jedoch erst bei Bestrahlungen ab 600 mJ/cm2 weit oberhalb des spinodalen
Punktes beobachtet.
Die Berechnung der thermischen Schäden durch Bestrahlung mit Pikosekundenpulsen
nach dem Arrheniusmodell erfolgte analog zu der Berechnung der Schäden
im Fall der Nanosekunden-Experimente. Abbildung 5.8 zeigt die theoretisch erwarteten
Denaturierungskurven von aP-Au-Konjugaten. Die Diagramme zeigen
die berechnete Inaktivierung für die Temperaturen an der Partikeloberfläche, in
5 nm Entfernung und in 10 nm Entfernung in Abhängigkeit von der Bestrahlung
mit jeweils 500 bzw. 10000 Pulsen. In der Berechnung der Schäden wurde das
Abscannen der Proben berücksichtigt. Ab einer Bestrahlung von 3 mJ/cm2 wird
die Temperatur von 300◦C der Goldpartikel am Maximum des scannenden Strahls
überschritten. Ab einer Bestrahlung von 5 mJ/cm 2 wird diese Temperatur in der