Photolithographic synthesis of microarrays

Die lichtinduzierte in situ MAS (Maskless Array Synthesis) ist eine leistungsstarke Methode um Mikroarrays zu produzieren, mit deren Hilfe eine Analyse von hunderttausend Sequenzen simultan moglich ist. Chemische und optische Komponenten werden durch die MAS kombiniert. Die optischen Komponenten ermoglichen die raumliche zielgerichtete Illumination durch Licht welche durch einen Mikrospiegelaktor kontrolliert wird. Das chemische System hingegen liefert Reagenzien und Losungsmittel an die funktionalisierte Glasoberflache wo die Synthese des Mikroarrays stattfindet. Die Synthese von Microarrays erlaubt durch ein hoch flexibles aber auch komplexes Design eine Anpassung an die Anforderungen der verschiedensten Anwendungen. Ein Bedarf fur die weiterere Erforschung und Optimierung der Synthese und der darauffolgenden Prozesse wie die Entfernung der Schutzgruppen und die Hybridisierung ist aber dennoch gegeben. In dieser Doktorarbeit ist der Hauptfokus auf die Optimierung der Herstellung und auf alle Prozesse die eine Herstellung eines hoch verdichteten „light directed“ Mikroarrays beinhalten gerichtet. Durch unsere Forschung konnte die Effizienz der Synthese mittels Benutzung einer modifizierten photochemischen Zelle verdoppelt werden. Zusatzlich wurde eine neue Methode entwickelt die die Spaltung und das Sammeln der produzierten Oligonukleotiden beinhaltet. Diese kann genutzt werden um die Effizienz der Entschutzung und die Genauigkeit mit der die Oligonucleotide synthetiesiert wurden zu bestimmen. Die Bestimmung gelingt durch HPLC und Massenspektrometrie. Durch Nutzung einer anderen photolabilen Entschutzungsgruppe wurde die Effizienz der Photoentschutzung um das Zwei- bis Zwolffache erhoht. Die Ermittlung des sequenzabhangigen Musters von DY547 und DY647 das mit den etablierten Cyaninfarbstoffe Cy3 und Cy5 verglichen wurde, ermoglicht es zu bestimmen wie die Interaktion des Farbstoffes das Fluoreszenzsignal in Mikorarray-, PCR-, FRET- und Sequenzierungsexperimenten beeinflusst. Weiteres wurde die Identifizierung der optimalen Bedingungen fur die Herstellung eines Aptamer Mikroarrays erreicht und eine Bestatigung, dass miRNA Regulation Einfluss auf Fettgewebe hat erziehlt. Die Erforschung der Optimierung der Produktion von DNA-Mikroarrays kreiert einen Ansporn fur neue Erfindungen auf diesem Gebiet. Eine der moglichen weiteren Erfindungen konnte die Produktion von hochverdichteten RNA Microarrays beinhalten. Die hohe Komplexitat der Aptamere konnte zu weiteren Analysen mit einer Vielzahl von Aptameren fuhren, um das volle Ausmas an Variabilitat zu verstehen.