Inaktivierung von Proteinen und Zellen durch Laserbestrahlung von ...

190 Diskussion
nach Bestrahlung mit 6 ns Pulsen bestimmt hat, haben eine Temperatur von
180◦C ergeben [92]. Die Temperaturen oberhalb der Blasenbildungsschwelle lassen
sich mit den mathematischen Modellen, die in der Arbeit zur Berechnung
der Partikeltemperatur benutzt wurden, nicht abschätzen, da durch die Blase
hervorgerufenen Linsen-, Isolations- und Konvektionseffekte nicht berücksichtigt
wurden.
6.1.3 Inaktivierung nach dem Arrheniusmodell
Im Folgenden wird diskutiert, inwieweit die Kinetik der Inaktivierung der Konjugate
mit der Arrhenius-Gleichung beschrieben werden kann. Nach der Extrapolation
der Denaturierungskinetik rechnet man für alkalische Phosphatase mit
einer Denaturierung innerhalb von 15 µs Pulsen bei 180◦C. Für α-Chymotrypsin
rechnet man für dieselbe Zeit nach den Raten von Pohl [149, 150, 151] mit einer
vollständigen Entfaltung schon bei einer Temperatur von 97◦C. In der Arbeit
wurde davon ausgegangen, dass diese Entfaltung einen irreversiblen Schaden zur
Folge hat.
Die möglichen Prozesse, die zu einer Inaktivierung eines nativen Proteins (N)
führen können, sind eine Entfaltung (D), mit einer darauffolgenden fehlerhaften
Rückfaltung, eine Schädigung der entfalteten Polypeptidkette durch kovalente
Modifikationen (I2) odereinedirekteSchädigung des Proteins ohne vorherige
Entfaltung ( I1). Die Vorgänge können durch das folgendes Diagramm beschrieben
werden.
N
k1(T )
⇀↽
k2(T )
D
k3(T ) ↓ ↓k4(T )
I1
I2
(6.1)
Betrachtet man zuerst die Ergebnisse der Messungen mit alkalischer Phosphatase,
die auf Kunstoffpartikeln (PM-Konjugate) immobilisiert war, so kann für
die Partikel nur mit einer Maximaltemperatur von 100◦C um den Schmelzpunkt
von Polystyren gerechnet werden, da die Partikel oberhalb der Blasenbildungsschwelle
fragmentiert wurden. Mit bis zu 1000 Pulsen konnte keine wesentliche
Inaktivierung der aP-PM-Konjugate beobachtet werden. Lediglich oberhalb der