Inverse Opale aus responsiven Hydrogelen für die Detektion von Makromolekülen

Doppelt responsive Hydrogele in Form inverser Opale ermöglichen neue autonome Sensorsysteme für (Bio)-Makromoleküle, indem ein analytinduzierter Phasenübergang die Strukturfarbe des Opals ändert. Die auf Oligo(ethylenglycol)-Makromonomeren basierenden thermoresponsiven Systeme enthalten Comonomere mit diversen Erkennungseinheiten. Andocken eines Analyten verschiebt die Temperatur des Volumenphasenübergangs vom LCST-Typ und induziert durch die spezifische Erkennung ein Quellen des Hydrogels. Dies verschiebt die Lage der optischen Bragg-Bande bis weit über 100 nm und erlaubt die Detektion mit einfachen optischen Methoden. Dabei fördert die inverse Opalstruktur die effektive Diffusion auch von makromolekularen Analyten, wie von Glycopolymeren und Proteinen, im photonischen Kristall. Das variable Systemdesign liefert eine breit anpassbare Plattform für die Entwicklung von einfach zu verwendenden, schnellen und preisgünstigen Sensoren für Pathogene.