Inaktivierung von Proteinen und Zellen durch Laserbestrahlung von ...

Schadensmodellierung 181
in der gesamten Probe überschritten. Im Fall der Phosphatase wurde 16 Felder
abgescannt (siehe 3.2.5).
Restaktivität [%]
100
80
60
40
20
0nm
5nm
500 Pulse
10nm
Restaktivität [%]
0
0 10 20 30 40 50
0
0 10 20 30 40 50
a) Bestrahlung [mJ/cm²]
b) Bestrahlung [mJ/cm²]
100
80
60
40
20
0nm
5nm
10nm
10000 Pulse
Abbildung 5.8: Berechnete Inaktivierung von alkalische Phosphatase -
Goldkonjugaten auf der Basis eines thermischen Schadens zusammen mit den
Messergebnissen unter Berücksichtigung der scannenden Bestrahlung a) 500 Pulse b)
10000 Pulse. Die Restaktivität wurde für den Temperaturverlauf an der Oberfläche
der Partikel, in 5 nm Entfernung und in 10 nm Entfernung von der Partikeloberfläche
berechnet.
Bei scannender Bestrahlung von aP-Au-Konjugaten setzt die erwartete Inaktivierung
erst bei Bestrahlungen ein, bei denen im Zentrum des scannenden
Strahls der spinodale Punkt bereits überschritten wurde. Bei der Bestrahlung
von 5 mJ/cm2 , ab der in der gesamten Probe mit einer Blasenbildung zu rechnen
ist, kann maximal eine Inaktivierung von 60% erwartet werden. Eine Messung
der thermischen Denaturierungskinetik ohne Blasen kann demnach nicht mit der
scannenden Bestrahlung erfolgen. Die experimentell beobachteten Kurven verlaufen
wesentlich flacher als die nach der Arrheniusgleichung berechneten.
Der thermische Schaden nach Bestrahlung mit Pikosekundenpulsen wurde für
α-Chymotrypsin auf der Basis der thermischen Denaturierungskonstanten von
Pohl berechnet. Im Unterschied zu den Experimenten mit alkalische Phosphatase
wurden die Konjugate mit 64 Feldern und mit einem Strahlprofil bestrahlt,
das einen um den Faktor 1.4 höheren Spitzenbestrahlungswert hatte. Eine Blasenbildung
kann wiederrum ab 3 mJ/cm2 erwartet werden. Eine Blasenbildung
um alle Partikel in der Probe ab 3.45 mJ/cm2 .