Abschlussbericht

Antifoulingkonzepte für Sensoren für das Wassermonitoring durch sterisch
optimierte Tetraetherlipid-Coatings
PTKA-WTE
Die nachträgliche Funktionalisierung des GDNT, welches über die wässrige Chemie immobilisiert
wurde, wird über NH 2 -Gruppen des zu bindenden Funktionsmoleküls z.B. der Zuckermoleküle, des
Diaminopolyethylenglykol oder eines beliebigen Protein. FTIR/ATR-spektroskopische Analysen
demonstrierten die Machbarkeit am Beispiel der Kopplung von Lysozym an das GDNT.
O
CH 2
O
O
Cl
O
HO OH
O
H 2 C O OH
HO CH 2 OH
O
O NO 2
O
CH 2
O
O
O
O
HO O
O NO
O
2
H 2 C O OH
HO CH 2 OH
H 2 N
O
CH 2
O
O
O
O
HO O N
O
H
H 2 C O OH
HO CH 2 OH
HO NO 2
Abb. 3: Funktionalisierung der gewonnenen Lipidschichten mit Reaktionskontrolle
MLU
Eine berichtspflichtige Aufgabe besteht in dem Beitrag zur „Entkopplungsstrategie“ durch
• hauptsächlich durch PEG-ylierte-Tetraetherlipide
• durch Modifizierung mit kosmotropen Substanzen (Ectoin, Trehalose, Phenylboronsäure)
• durch Derivate mit Phenylboronsäureköpfen (Untersuchung der zuckerkomplexierenden und
wassser-strukturierenden Wirkung an Oberflächen)
Die in Halle genutzte Strategie zur Erzeugung barrierebildender Schichten basiert auf einem
sequenziellen 2-Schrittverfahren: erst wird das Lipid an die jeweilige Oberfläche gekoppelt, dann
erfolgt in einem 2. Schritt die Modifizierung der noch freien, aus der Lipidschicht nach außen ragenden
Cyanurchlorid-Kopfgruppe durch z.B. Polyethylenglycol (PEG) (MG: 1500, 3000 und 10000) oder
kosmotrope Substanzen.
In der Literatur besteht Konsens in der Auffassung, dass PEG einen entkoppelnden Effekt bei
Schichtdicken ab 3 nm erreicht. Die ursprüngliche Vorstellung, dass durch die Anbindung von PEG-
Oligomeren mit zunehmender Kettenlänge eine stetig wachsende geordnete Wasserschicht erreicht
wird, erscheint durch zahlreiche Untersuchungen an Si-Wafern mittels ellipsometrischer
Schichtdickenkontrolle fragwürdig, denn unabhängig von dem eingesetzten PEG wurden nur
Schichtdickenveränderungen von 1 bis 2 nm gefunden.
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