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2017-05-04Dissertation DOI: 10.18452/17773
Entwicklung immunchemischer Methoden zur Spurenanalytik der Sprengstoffe Nitropenta und Trinitrotoluol
dc.contributor.authorHesse, Almut
dc.date.accessioned2017-06-18T16:00:03Z
dc.date.available2017-06-18T16:00:03Z
dc.date.created2017-06-06
dc.date.issued2017-05-04
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/18425
dc.description.abstractDer Sprengstoff PETN ist äußerst schwer zu detektieren. Ein verbesserter anti-PETN-Antikörper wurde durch Anwendung des Bioisosterie-Konzepts entwickelt. Diese polyklonalen IgGs sind sehr selektiv und sensitiv. Die Nachweisgrenze des ELISAs beträgt 0,15 µg/L. Der Messbereich des Immunoassays liegt zwischen 1 und 1000 µg/L. Die Antikörper sind recht pH-stabil als auch robust gegen Lösungsmittelzusätze. Für die Umweltanalytik von TNT wurde eine HPLC-kompatible Affinitätssäule mit porösem Glas als Trägermaterial hergestellt. Um die anti-TNT-Antikörper selektiv aus den TNT-Seren zu isolieren, wurde eine Trennung an einer Dinitrophenyl-Affinitätssäule durchgeführt. Zur Optimierung der Kopplungsmethode wurden orangefarbene Dabsyl-Proteine synthetisiert und auf der Oberfläche gebunden. Die Färbung wurde als Indikator für die Ligandendichte verwendet. Wegen der hohen Affinitätskonstanten der anti-TNT-IgGs lässt sich TNT nicht reversibel von der TNT-Affinitätssäule eluieren. Daher wurde eine neuartige Elutionsmethode entwickelt, die thermische Online-Elution. Die maximale Kapazität einer TNT- Affinitätssäule betrug 650 ng TNT bzw. 10 µg/mL Säulenvolumen. Um die Ligandendichte der TNT-Affinitätssäulen zu bestimmen, wurde ein neues Verfahren entwickelt, da die spektroskopischen Proteinbestimmungsmethoden nicht geeignet waren. Zur Proteinbestimmung wurde eine HPLC-Trennung der Aminosäuren Tyr und Phe ohne vorherige Derivatisierung entwickelt. Die Proteinhydrolysezeit wurde durch Einsatz einer Mikrowelle von 22 h auf 30 min verkürzt. Zur internen Kalibrierung wurden HTyr und FPhe verwendet. Die Nachweisgrenze bei 215 nm ist sowohl für Tyr als auch für Phe 0,05 µM (~ 10 µg/L). Dieses neue Verfahren, das als Aromatische Aminosäureanalyse (AAAA) bezeichnet werden kann, wurde zur Proteinbestimmung von homogenen Proben mit NIST-BSA validiert, wobei die Nachweisgrenze für Proteine 16 mg/L (~ 300 ng BSA) ist. Die relative Standardabweichung incl. der Hydrolysestufe beträgt 5%.ger
dc.description.abstractThe explosive Pentaerythritol tetranitrate (PETN) is extremely difficult to detect. An improved antibody against PETN was developed by using the bioisosteric concept. These polyclonal antibodies are highly selective and sensitive. The limit of detection (LOD) of the ELISA was determined to be 0.15 µg/L. The dynamic range of the assay was found to be between 1 and 1000 µg/L. The antibodies are sufficiently pH-stable and resistant to solvent additives. An HPLC-compatible TNT-affinity column with porous glass as support material was prepared for the environmental analysis. In order to isolate the anti-TNT antibodies of the TNT sera a separation was carried out on a dinitrophenyl-affinity column. To optimize the immobilization method, orange-coloured dabsyl proteins were synthesized and bound to the surface. The colour intensity was found to be an indicator for the immobilization rate. In consequence of the high affinity constants of the anti-TNT antibodies, TNT can''t elute by a typical acidic elution step. Therefore, a novel separation approach, the thermal online-elution was developed. The maximum capacity of an affinity column was 650 ng TNT or 10 µg/mL of column volume. To quantify the immobilization rate of proteins, a new method has been developed, because the usual protein determination methods were unsuitable. Therefore an HPLC separation method of Tyr and Phe was developed without prior derivatization. Two internal standard compounds, HTyr and FPhe, were used for calibration. The LOD was estimated to be 0.05 µM (~ 10 µg/L) for Tyr and Phe at 215 nm. The protein hydrolysis time was reduced from 22 h to 30 min using microwave technique. This procedure, that was termed aromatic amino acid analysis (AAAA), has been validated for protein determination of homogeneous samples with NIST-BSA. The LOD for proteins was calculated to be below 16 mg/L (~ 300 ng BSA absolute). The relative standard deviation, including the hydrolysis step, is 5%.eng
dc.language.isoger
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
dc.rightsNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/
dc.subjectSicherheitger
dc.subjectHPLCger
dc.subjectTerrorismusger
dc.subjectELISAger
dc.subjectPETNger
dc.subjectTNTger
dc.subjectPlastiksprengstoffger
dc.subjectpolyklonale Antikörperger
dc.subjectBioisosterischer Ersatzger
dc.subjectSprengstoffeger
dc.subjectHaptenger
dc.subjectImmunassayger
dc.subjectUmweltanalytikger
dc.subjectRüstungsaltlastenger
dc.subjectAffinitätschromatographieger
dc.subjectProteinbestimmungger
dc.subjectImmobilisierungsdichteger
dc.subjectLigandendichteger
dc.subjectThermische Online-Elutionger
dc.subjectDabsylger
dc.subjectAromatische Aminosäureanalyseger
dc.subjectProteinhydrolyseger
dc.subjectMikrowelleger
dc.subjectHPLCeng
dc.subjectELISAeng
dc.subjectterrorismeng
dc.subjectsecurityeng
dc.subjectpolyclonal antibodieseng
dc.subjectimmunoassayeng
dc.subjectPETNeng
dc.subjectTNTeng
dc.subjectplastic explosiveseng
dc.subjectbioisosteric replacementeng
dc.subjectexplosiveseng
dc.subjecthapteneng
dc.subjectenvironmental Analysiseng
dc.subjectmilitary and armament contamination siteseng
dc.subjectmilitary Pollutioneng
dc.subjectaffinity chromatographyeng
dc.subjectprotein quantificationeng
dc.subjectimmobilization rateeng
dc.subjectthermal online-elutioneng
dc.subjectdabsyleng
dc.subjectaromatic amino acid analysiseng
dc.subjectprotein hydrolysiseng
dc.subjectmicrowaveeng
dc.subject.ddc540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
dc.titleEntwicklung immunchemischer Methoden zur Spurenanalytik der Sprengstoffe Nitropenta und Trinitrotoluol
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-100248874
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/17773
dc.identifier.alephidBV044337945
dc.date.accepted2017-03-30
dc.contributor.refereeWeller, Michael
dc.contributor.refereeLinscheid, Michael W.
dc.contributor.refereeSchneider, Rudolf J.
dc.subject.dnb30 Chemie
dc.subject.rvkVN 5487
dc.subject.rvkVG 6807
local.edoc.pages237
local.edoc.type-nameDissertation
bua.departmentMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

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