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1. Einleitung
Seit Beginn der 80er Jahre gewinnt die DNA-Analytik, bedingt durch die Fortschritte
in der Molekularbiologie, der Biotechnologie, der medizinischen Diagnostik und
Therapie zunehmend an Bedeutung.
Auf Grund der Ereignisse des 11. Septembers 2001 wurde diese Entwicklung durch
die Angst vor Terroranschlägen mit biologischen Waffen, wie z. B. Anthrax und
Butox, zusätzlich beschleunigt.
Eine Möglichkeit effizientere und preiswertere Analyseverfahren für dieses Aufgabenfeld
zu entwickeln, besteht unter anderem im Einsatz heizbarer Elektroden.
Diese Entwicklung in der DNA-Detektion zeichnet sich durch eine Reihe von
Vorteilen, die die elektrochemische Detektion mit geheizten Elektroden gegenüber
den optischen Verfahren besitzt, aus. Typisch für diese heizbaren elektrochemischen
Messsysteme ist ein geringer Geräteaufwand. So kann z. B. auf den beim Nukleinsäure-Blotting
eingesetzten Hybridisierungsofen verzichtet werden.
In den folgenden beiden Teilabschnitten soll deshalb die bisherige Entwicklung in
der Genanalyse und der Thermoelektrochemie dargestellt werden. Auf die theoretischen
Grundlagen der Biosensoren und Nukleinsäuren wird in Kapitel 3 genauer
eingegangen.
1.1 Entwicklung der DNA-Analyse
Eine Methode zur Bestimmung von Krankheitserregern besteht darin ihre DNA zu
untersuchen und mit anderen Erregern zu vergleichen. Dazu ist allerdings eine Markierung
der DNA notwendig.
Die älteste Technik zur Markierung von Nukleinsäuren ist der seit den 50er Jahren
eingesetzte Einbau von radioaktivem Phosphor. Das nutzten unter anderem Hershey
und Chase bereits 1952 zum Nachweis von DNA als Träger der genetischen Information
in Viren 1 . Dazu wurden E. coli - Bakterien mit einem mit radioaktiven
Schwefel und Phosphor markierten T2-Phagen, einem für Bakterien typischen Virus,
infiziert und die viralen Proteine von der Oberfläche der Bakterien entfernt. Nach der
Vermehrung und Lyse der Bakterienkultur konnten nur noch mit Phosphor markierte
Phagen gefunden werden. Das war der endgültige Beweis für die Rolle der DNA als
infektiöses Reagenz und als Träger der genetischen Information in Viren.
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