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Luminescent Metal-Ligand Complexes as Labels for Polarization Immunoassays and for Determination of Hydrogen Peroxide

URN to cite this document: urn:nbn:de:bvb:355-opus-881

Dürkop, Axel (2002) Luminescent Metal-Ligand Complexes as Labels for Polarization Immunoassays and for Determination of Hydrogen Peroxide. PhD, Universität Regensburg

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Abstract (German)

Es wurden zwei Ruthenium Metall-Liganden Komplexe synthetisiert, die entweder 5-carboxy-2,2�-bipyridin oder
5,5�-dicarboxy-2,2�-bipyridin als asymmetrischen Liganden enthalten. Die Absorptionsmaxima sind um 450 nm
und die Emissionsmaxima sind bei 675 nm und 705 nm. Die Emissionsmaxima werden bis zu 30 nm
rotverschoben, wenn der Komplex kovalent an ein Protein gebunden ist. Die Fundamentalpolarisation wurde bei
einer Anregungswellenlänge von 500 nm bestimmt. Der Wert beträgt 0,33 für
[Ru(2,2�-bipyridin)2(5,5�-dicarboxy-2,2�-bipyridin)](PF6)2 und 0,18 für
[Ru(2,2�-bipyridin)2(5-carboxy-2,2�-bipyridin)](PF6)2. Die Komplexe wurden nach Aktivierung zum NHS-Ester
kovalent an humanes Serumalbumin und Myoglobin gebunden. Es wurden homogene einfache und kompetitive
Polarisationsimmunoassays durchgeführt. Der kompetitive Assay wurde mit dem AlbuminBlue 580 Test validiert.
Beide Bestimmungsmethoden ergaben identische Ergebnisse, was den Wert der neuen Polarisationsmarker und
dieser Bestimmungsmethode untermauert. Weiterhin wurde eine Methode zur Bestimmung von mikromolaren
Konzentrationen von Wasserstoffperoxid entwickelt. Sie beruht auf einer bis zu dreizehnfachen Zunahme der
Lumineszenzintensität eines Komplexes aus Europiumionen und Tetracyclin bei einer Wellenlänge von 616 nm.
Die Bestimmung wird bei neutralem pH-Wert durchgeführt und ergibt im Bereich von 10-500 mmol/L H2O2
lineare Eichgeraden. Der Meßbereich kann auch zu höheren oder niedrigeren Konzentrationen bis zu 100 nmol/L
hin verschoben werden. Schließlich wurde noch eine Methode zur Bestimmung von Glucose im physiologischen
Konzentrationsbereich bei neutralem pH-Wert entwickelt. Diese Methode ermöglicht die optische Bestimmung
von Glucose und beruht auf einer bis zu fünffachen Zunahme der Lumineszenzintensität eines Komplexes aus
Europiumionen und Tetracyclin durch enzymatisch gebildetes Wasserstoffperoxid. Auch hier wird bei 616 nm
Emissionsionswellenlänge gemessen.

Translation of the abstract (English)

Two metal-ligand complexes were synthesized containing 5-carboxy-2,2�
-bipyridine and 5,5�-dicarboxy-2,2�-bipyridine as the asymmetric ligand. The
absorption maxima were found to be around 450 nm and the emission
maxima are 675 nm and 705 nm, respectively. The fundamental
polarization values were 0.33
for [Ru(2,2�-bipyridine)2(5,5�-dicarboxy-2,2�-bipyridine)](PF6)2 and
0.18 for [Ru(2,2�-bipyridine)2(5-carboxy-2,2�-bipyridine)](PF6)2,
respectively, at 500 nm excitation wavelength.
The complexes were activated to the respective NHS esters, attached
covalently to HSA and myoglobin, respectively. Homogenous polarization
immunoassays were performed in normal and competitive format. A comparison
of a competitive polarization immunoassay using one of the MLCs with the
common AlbuminBlue 580 Test was made. Both methods delivered equal results
which shows the value of the new polarization labels.
Furthermore, a determination method for hydrogen peroxide using an up
to 13-fold enhancement of the luminescence intensity of a europium tetracycline
complex upon binding of H2O2 was established. This method works at
neutral pH and the luminescence is detected at 616 nm after a 10 min.
incubation time of the samples. Linear calibration plots were obtained in
the range of 10-500 mmol/L H2O2 and the detection range can be shifted
to higher or lower concentrations.
Finally a glucose sensing method, based on an up to 5 fold enhancement
of the luminescence intensity of a europium tetracycline complex due
to enzymatically generated H2O2 at physiological glucose concentrations
was developed. The method works at neutral pH and uses 616 nm emission
as the detection wavelength.

Item Type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Referee:	Prof. Dr. Otto S. Wolfbeis
Date of exam:	27 April 2001
Institutions:	Chemistry and Pharmacy > Institut für Analytische Chemie, Chemo- und Biosensorik > Chemo- und Biosensorik (Prof. Otto S. Wolfbeis)
Keywords:	Immunoassay , Fluoreszenzpolarisation , Rutheniumkomplexe , Europium , Wasserstoffperoxid , , Polarizationimmunoassay , Metal-Ligand Complex , Ruthenium , Europium , Hydrogen Peroxide
Subjects:	500 Science > 540 Chemistry & allied sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Owner:	Universitätsbibliothek Regensburg
Deposited On:	21 Oct 2009 15:41
Last Modified:	12 Nov 2012 14:37
Item ID:	9932

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