Abschlussbericht

Antifoulingkonzepte für Sensoren für das Wassermonitoring durch sterisch
optimierte Tetraetherlipid-Coatings
PTKA-WTE
Die Ergebnisse der ortsaufgelösten Messung mit dem Reader LF502 NanoScan waren daher in einem
viel höheren Maße von Signalschwankungen geprägt, als bei B33-Borofloatglas. Die folgende Tabelle
stellt die Signaldifferenz zwischen dem DiO-gefärbten Bereich und dem ungefärbten Bereich der
Probestücke dar.
Tab. 15: Zunahme des Fluoreszenzsignals
Lösungsmittel der Färbelösung Relative Differenz der Zunahme des Fluoreszenzsignals
Ethanol 2.237 rel. E.
DMSO 489 rel. E.
PBS 4.560 rel. E.
Dieses Ergebnis lässt vermuten, dass für Edelstahl die Anfärbung in PBS-Pufferlösung geeignet sein
könnte. Hier muss aber noch ein Fragezeichen gesetzt werden, weil die Signale sehr stark
rauschbehaftet waren. Zumindest sollte aber die Inkubation in einem ethanolischen Lösungsmittel
funktionieren.
Zusammenfassend lässt sich ausführen, dass eine Methode abgeleitet werden konnte, mit der die
Antifouling-Beschichtung auf (polierten) Glasoberflächen hinsichtlich Homogenität und Dichte bewertet
werden kann. Als Messgerät kommt ein handelsüblicher Fluoreszenzreader oder –scanner in
Betracht, der mit einem Fluorescein-Filtersatz ausgestattet sein soll. Man könnte auch an speziell
entwickelte Hand-gehaltene Fluoreszenzsensoren denken. Das Protokoll der Schichtanfärbung wurde
oben dargelegt. Für die untersuchten V2A-Probestücke wäre ein solches Verfahren aber vermutlich
nicht geeignet, weil die Oberflächenstruktur viel zu rau ist.
STM
Die Motivation für die Entwicklung eines Wartungs- und Kontrollsystems für Antifouling-Schichten stellt
die in der Praxis notwendige sichere Unterscheidung zwischen qualitätsgerechten (intakten) und nicht
qualitätsgerechten (defekten) Schichten dar. Ein wesentliches Ziel dieses AP war deshalb die
Auswahl- und Überprüfung potentiell geeigneter Indikationsmethoden. Eine derartige, allerdings nur
auf elektrisch gut leitfähige Substrate anwendbare Methode, stellt die Elektrochemische
Impedanzspektroskopie (EIS) dar. Im Rahmen des Teilprojektes von STM wurde deshalb untersucht,
inwieweit sich mittels EIS sicher und einfach zwischen be- und unbeschichteten leitfähigen
Oberflächen unterscheiden lässt (Details s. AP 6.3.1).
Die Untersuchungsresultate für pH- und Pt-Leitfähigkeitssensoren zeigten, dass Veränderungen des
Impedanzspektrums infolge der Beschichtung feststellbar, aber wenig markant waren. Durch Wahl
günstigerer Darstellungsformen für die experimentellen Daten ließ sich die Nachweisbarkeit der
Lipidschichten verbessern. Bei pH-Sensoren können die Effekte teilweise durch weitere Einflüsse
überlagert werden.
Die Trennung dieser Effekte gestaltete sich als sehr aufwändig und relativ unsicher. Bei Pt-
Leitfähigkeitssensoren haben Untersuchungen der zeitlichen Abhängigkeit der gefundenen Effekte
gezeigt, dass sich die ohnehin relativ kleinen Unterschiede mit der Einsatzzeit weiter verringern
können. Selbst bei verbesserter Darstellungsweise der Ergebnisse dürfte deshalb die EIS insgesamt
keine für die Praxis geeignete Methode zur Entwicklung eines Wartungs- und Kontrollsystems für die
hier vorliegenden Antifouling-Schichten auf elektrochemischen Sensoren darstellen.
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