Biomolekulare Selbstassemblierung von mikroskaligen Objekten

Abstract:
Es wurden biomolekulare Techniken für den Einsatz in Assemblierungsprozessen von mikroelektronischen Bauelementen untersucht. In einem Modellsystem wurde gezeigt, dass mikroskalige Silicabeads mit Hilfe biologischer Wechselwirkungen strukturiert auf einem Glassubstrat angeordnet werden konnten. Die Selbstassemblierung basierte auf der DNA-DNA-Hybridisierung von zwei einzelsträngigen Oligonukleotiden zu einem DNA-Doppelstrang. Für den Assemblierungsprozess wurden sowohl die Silicabeads als auch das Glassubstrat mit zueinander komplementären Oligonukleotiden modifiziert. Die Strukturierung des Glassubstrats erfolgte dabei durch Verwendung eines optimierten DNA-Micro Contact Printing Verfahrens, das Agarosestempel nutzte. Nach Optimierungsmaßnahmen bei den Hybridisierungsbedingungen und Waschschritten gelang schließlich erstmals eine gezielte Selbstanordnung von Silicabeads mit einem Durchmesser von einem µm auf mikrostrukturierten Glassubstraten. Durch Kontrollexperimente mit nicht komplementären Oligonukleotiden wurde bestätigt, dass die Anordnung der Silicabeads auf die Hybridisierung der einzelsträngigen Oligonukleotide zu einem Doppelstrang und nicht auf unspezifische Bindungsreaktionen zurückzuführen war.