Reflektometrische Interferenzspektroskopie (RIfS)

Die Reflektometrische Interferenzspektroskopie (RIfS) ist eine auf Mehrfachreflexion an dünnen Schichten (Weißlichtinterferometrie nach FABRY-PEROT) beruhende, markierungsfreie Detektionsmethode. Wechselwirkungsprozesse an Oberflächen können zeitaufgelöst verfolgt und daraus auf thermodynamische und kinetische Konstanten geschlossen werden.

Auf ein Schichtsystem bestehend aus einem durchsichtigen Substrat, einem Biopolymer und einer sensitiven Schicht wird Weißlicht eingestrahlt, wobei der Lichtstrahl an jeder Phasengrenze teilweise reflektiert, teilweise transmittiert wird. Durch konstruktive bzw. destruktive Interferenz der partiell reflektierten Einzelstrahlen resultiert ein charakteristisches Interferenzmuster. Das Produkt aus physikalischer Schichtdicke und Brechungsindex (die optische Schichtdicke) der sensitiven Schicht bestimmt die Lage des Interferenzspektrums. Ändert sich die optische Schichtdicke, so verschiebt sich das Interferenzmuster. Die zeitliche Veränderung der Lage eines ausgewählten Extremums liefert Informationen über Wechselwirkungsprozesse an der Oberfläche. Dabei können unterschiedliche Arten von sensitiven Schichten zur Anwendung kommen.
Für die biomolekulare Interaktionsanalyse werden auf Biopolymere immobilisierte Antigene, Antikörper, Proteine, Oligonukleotide (RNA, DNA, PNA, LNA), Aptamere, Nanopartikel etc. verwendet. Hiermit können beispielsweise Antigen/Antikörper-, Aptamer/Antikörper-, Zell/Antikörper-, Protein/Protein-, Protein/Peptid-Wechselwirkungen sowie Oligonukleotid-Hybridisierungen zeitaufgelöst sowohl am Einzelplatz als auch parallel beobachtet werden.
Ebenso kommen molekular geprägte und nanoporöse Polymere zum Einsatz, deren optische Schichtdicke sich durch Einlagerung von Zielstrukturen und der dadurch resultierenden Quelleffekte ändert. Diese Chemosensoren eignen sich für Detektion von Analyten in flüssiger als auch in gasförmiger Phase, wie z.B. halogenierte Kohlenwasserstoffe, homologe Alkohole, ionische Verbindungen, kondensierte und halogenierte Aromaten.


Anwendungen

1-lamda Reflektometrie


Transducer


Totalreflektometrische Interferenzspektroskopie (TRIS)


Aptamer-Biosensor


Endokrinde Disruptoren (EDCs)


RIfS als Detektionsmethode in der Elektrophorese


Epitopmapping


Bestimmung von kinetischen und thermodynamischen Konstanten


Beobachtung von Zell Wechselwirkungen


Molekular geprägte Polymere (MIPs)


Transmembranäre Rezeptoren