In dieser Arbeit wurde ein impedimetrischer Aptasensor zur Detektion von
Staphylococcus aureus entwickelt. Dazu wurde ein Aptamer verwendet, das
spezifisch an das auf der Oberfläche von Staphylococcus aureus vorkommen-
de Protein A bindet. Das Aptamer wurde mit einem Alkanthiol modifiziert
und mit Merkaptohexanol auf einer Goldelektrode ko-immobilisiert, wobei ei-
ne Dichte von 2,41·10^12 Aptamere pro cm² erreicht werden konnte. Die Bin-
dung von Protein A und vitalen Staphylococcus aureus an die immobilisierten
Aptamere konnte mit der elektrochemischen Impedanzspektroskopie detektiert
werden, wobei ein Anstieg der Impedanz gemessen wurde. Das Fitten der Spek-
tren mit dem modifizierten Randles-Ersatzschaltbild ergab, dass sich allein der
Ladungstransferwiderstand signifikant mit dem Anstieg der Analytkonzentra-
tion ändert. Der impedimetrische Aptasensor zeigt ein Detektionslimit von
10 koloniebildenden Einheiten pro ml und eine scheinbare Dissoziationskon-
stante von 111 ± 96 koloniebildenden Einheiten pro ml. Zudem weist der Sen-
sor eine hohe Spezifität auf, da die Protein A-defizienten Bakterien Escherichia
coli und Staphylococcus epidermidis nicht detektiert werden konnten. Es wurde
ein Modell zur Bestimmung der Impedanz erstellt, basierend auf der Änderung
der für den Ladungstransfer verfügbaren Fläche A(faraday). Die simulierten Kur-
ven stimmen sehr gut mit den gemessenen Kurven überein, was beweist, dass
die Behinderung des Ladungstransfers durch die Anbindung des Analyten die
Ursache des Impedanzanstiegs ist. Trotz der Sättigung aller Bindungsstellen
ist ein Ladungstransfer zu beobachten, was bedeutet, das durch die Anbin-
dung des Analyten, der Ladungstransfer nicht komplett inhibiert wird. Die
Diffusions- und Elektronentransferkonstanten für die Aptamer-modifizierten
Elektroden sind niedriger als die für blanke Elektroden. Dass heißt, die Dif-
fusion und der Ladungstransfer des Redoxmediators Kaliumhexacyanoferrat
werden durch die immobilisierten Aptamere gehemmt. Die Ergebnisse deuten
darauf hin, dass die Aptamere Defekte in die selbstorganisierende Monoschicht
induzieren, welche wie Mikroelektroden fungieren. Diese Erkenntnisse können
zukünftig zur Verbesserung des Designs der Oberfläche von impedimetrischen
Aptasensoren genutzt werden.
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