Inaktivierung von Proteinen und Zellen durch Laserbestrahlung von ...

Diskussion 205
nicht wieder zu einem hohen Maß regeneriert haben, kann damit erklärt werden,
dass durch einen unspezifischen leichten Bestrahlungsschaden die Zellzyklusdauer
verlängert wurde und darüber hinaus die Zellkulturbedingungen in den 96-Well-
Platten suboptimal waren, was sich auch im hohen Anteil toter Zellen in der
Zellkultur schon vor der Bestrahlung widerspiegelt.
6.3.1 Schadensreichweite der Goldkonjugate
Die Abhängigkeit der partikelinduzierten Schäden von der Goldkonzentration im
Bestrahlungspufffer wurde qualitativ untersucht. In den ersten Experimenten
wurden Zellen nach Goldkonjugatinkubation gewaschen. In weiteren Experimenten
wurden Zellen im Inkubationspuffer bestrahlt. Eine nur grob mögliche
Abschätzung der Konzentration der Goldpartikel über die Verluste der einzelnen
Versuchsschritte ergibt ca. 5 · 105 bis 1 · 106 Partikel pro Zelle. Für Konjugate,
die nicht an die Zellen binden, entspricht das einer Konzentration, bei der in der
Umgebung von ca. 1 µm Schichtdicke der Zellen noch jeweils ca. 1000 Partikel
vorliegen. An Zellen ohne Konjugatbindung sollte insofern durch den ausgebliebenen
Waschschritt nur dann ein unspezifischer Schaden zu sehen sein, falls die
Schadensreichweite ca. 100 nm im Durchmesser überschreitet.
Die Experimente zur Abstandsabhängigkeit des Schadens an alkalischer Phosphatase
lassen eine wesentlich höhere räumliche Selektivtät bei einer Schichtdicke einer
Antikörperlage von ca. 10 nm erwarten. Ein Schaden mit dieser geringen Ausdehnung
kann durch einen thermischen Schadensmechanismus bei ps-Bestrahlung
erwartet werden, da der Temperaturgradient um die Partikel rechnerisch so hoch
ist, dass der Schaden auf eine Proteinlage begrenzt bleiben sollte. Für photochemische
Effekte oder Schäden in Zusammenhang mit dem Aufschmelzen von Gold
kann erwartet werden, dass die Schadensreichweite ebenfalls im Bereich einer
Proteinlage liegt, da die Diffusionslängen von Radikalen [111, 88, 167] und von
Elektronen [116] in proteinhaltiger Lösung im Bereich von wenigen Nanometern
liegen.
Kommt es zum Aufschmelzen von Gold und gleichzeitig zu einer spinodalen Dekomposition
des Wassers, so kann die explosive Blase das geschmolzene Gold in
dieser Region verteilen und so zu weiteren Reaktionen und Schäden führen. Da an
den Goldpartikeln nach Bestrahlung jedoch noch Proteinfragmente in der Größe