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Akustooptik im Dienste der "Microplate-Technology"
Perspektiven der akustooptischen Spektralphotometrie

Randbedingungen
Die Fortschritte auf dem Gebiete der Laboranalytik; Drug Discovery; High Throughput Screening (HTS); Combinatorical Chemistry usw. werden bei Koinzidenz dreier Ereignisse erzielt: die Chemie, die Messküvette und die Gerätetechnik/Robotic bzw. die Messtechnik muss aufeinander abgestimmt sein!

Die Biochemie
Moderne Forschung- und Entwicklungsstrategien wie Combinatorical Chemistry; Drug Discovery; High Throughput Screening (HTS); Laboratory Robotics Information Management; Nano- and Microfabrication Technologies stellen auch höhere Anforderungen an die eingesetzten Analyse- und Datenerfassungssysteme
In den Laboratorien von Universitäten und vor allem in der Pharmaindustrie werden Zehntausende von Verbindungen gelagert. Mit Hilfe der „Kombinatorischen Chemie“ werden diese unter bestimmten Fragestellungen kombiniert und auf ihre biologische Wirksamkeit getestet. Hierbei muss eine Flut von Analysen und Daten bewältigt werden.

Die Motivation
Eine einfache „Milchmädchen-Rechnung“ demonstriert die Grenzen der Spektralphotometrie in der „Microplate Technology“, speziell bei den Massenuntersuchungen in der kombinatorischen Chemie und High Throughput Screening (HTS).
Will man z. B. in einem Spektralbereich von 250 bis 750 nm mit einer Auflösung von 1 nm ein vollständiges 3D Fluoreszenzspektrum aufnehmen, dann entsteht ein Spektralgebirge von 501 nm x 501nm (gewaltige Aufgabe für die Anregungs- und Emissions- Monochromatoren). Da jede Änderung der Wellenlänge an mechanische Bewegung der Beugungsgitter gebunden ist, würde das Analyt bereits verdunsten bevor die Messung zu Ende geführt wird. Dementsprechend entstehen rein rechnerisch bei einer 384-er oder 1536-er Mikrotiterplatte indiskutable Messzeiten. Zugegeben ist dies ein extremes Beispiel.
Joseph von Fraunhofer und der US Physiker H.A. Rowland haben mit dem ersten geritzten Beugungsgitter entscheidende Impulse für die Konstruktion und Fertigung von Spektralapparaten gegeben. Die holographische Gitterherstellung hat die Produktionskosten erheblich gesenkt, jedoch blieb das grundlegende mechanische Prinzip des Monochromators seit 1883 unverändert. ...


Dieser Artikel enthält einige Auszüge und Darstellungen der Diplomarbeit mit dem Thema:

Mechanische Konstruktion eines
Akustooptischen Spektralphotometers
für Mikrotiterplatten


von Dipl.-Ing (FH) Christian Baumann

Anmerkung:

Die LABO - Veröffentlichung ist eine gekürzte Version dieses Artikels.


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