Musterbericht II

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enötigt wird, um sie in diesem Abstand zu halten, wird aufgezeichnet und lässt Rückschlüsse über die Oberfläche zu. [2] X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Diese Methode wird verwendet, um Aussagen über die chemische Oberflächenzusammensetzung zu machen. Es wird die kinetische Energie der durch Elektronen ausgelösten Photoelektronen gemessen. Aus der Lage der Maxima im Energiespektrum der aus der Oberfläche herausfliegenden Elektronen erhält man Informationen über die dort vorhandenen Atomarten. Ihre Energie entspricht im Wesentlichen den für die Atomarten charakteristischen Elektronenübergängen. Die Messung der Anzahl der zugehörigen Photoelektronen liefert die Atomkonzentration. [3] Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy (OWLS) Diese optische Messmethode wird in situ durchgeführt und erlaubt Aussagen über die adsorbierte Masse und den Brechungsindex. Theorie zum Thema der Doktorarbeit von L.Feuz: Die Adsorption von Proteinen auf synthetischen Materialien ist ein wichtiger Faktor in der Antwort des menschlichen Körpers auf implantierte Materialien. Die unkontrollierte Proteinadsorption kann beträchtlichen Schaden anrichten; z.B. dann, wenn dadurch ein Blutgefäss verstopft wird. Ein Ziel ist darum, Materialien herzustellen, die mit dem Körper sehr gut verträglich sind und Proteine an der Adsorption hindern. Mehrere Forscher an der Professur für Oberflächentechnik beschäftigen sich mit einem vielversprechenden Ansatz. Poly(L-lysine)-g-poly(ethylene glycol) (vgl. Fig.1), kurz PLL-g-PEG, ist ein positiv geladenes Polymer, das spontane Adsorption aus wässriger Lösung auf negativ geladene Oberflächen (z.B. Nb2O5) zeigt. Das Polymer bildet eine Schicht mit dicht gepackten PEG-Ketten, die rechtwinklig zur Oberfläche stehen. [4] PLL-g-PEG modifizierte Oberflächen sind in hohem Mass proteinresistent. Es wird nun untersucht, wie die Architektur des Polymers (Molekulargewicht der PEG-Ketten, grafting ratio) die Resistenz beeinflusst (vgl. Fig.2). [5] Figure 1: A metal oxide surface modified by PLL-g-PEG or its derivatives [4]
Figure 2: Various architectures of the graft co-polymer of poly(L-lysine) and poly(ethylene glycol)[5] 2.Session Versuch: Einfluss der Ionenstärke auf die Adsorption von PLL-g-PEG Der Idealfall wäre, dass das positiv geladene Rückgrat von PLL-g-PEG regelmässig und flach auf der Oxidoberfläche zu liegen kommt. Je nach Architektur des Polymers kann es aber auch zu unkontrollierten Verknäuelungen und „unsauberer“ Adsorption kommen. Durch Variation des Salzgehalts der PLL-g-PEG Lösung versucht man, möglichst gute Ergebnisse zu erzielen. Hoher Salzgehalt: Man vermutet, dass sich negative Ladungen ans Rückgrat von PLL-g-PEG heften. Es kommt zu einer Verknäuelung. Tiefer Salzgehalt: Auf dem Rückgrat befinden sich nur positive Ladungen, die sich gegenseitig abstossen. Das Polymer wird dadurch gestreckt. Bei diesem Versuch wurde die Adsorption von PLL-g-PEG mit unterschiedlichen Architekturen in Lösungen mit unterschiedlichem Salzgehalt auf Nioboxidflächen untersucht. Variationsmöglichkeiten von PLL-g-PEG: Länge Rückgrat (PLL): Molekulargewichte von 20-350 kDa Grafting ratio: zwischen 2 und 20 Länge PEG-Ketten : Molekulargewicht 1kDa, 2 kDa oder 5 kDa. Im Versuch verwendeten wir PLL(350)-[3.2]-PEG(2) und PLL(350)-[5]-PEG(5). Lösungen: Hepes Pufferlösung, pH 7.4 mit drei verschiedenen NaCl Konzentrationen. H0: 1mM Hepes H1: 10mM Hepes H2: 10 mM Hepes + 150mM NaCl (physiologisch) Es wurden je drei Proben pro Kombination hergestellt, insgesamt also 18. Vorgehen 1. Vorbereiten der Lösungen 2. Substrate reinigen. Substrat: Si, mit natürlicher SiO2 Schicht (2.5nm), darüber Nioboxidschicht von 12nm Dicke. 10 Minuten im Ultraschallbad reinigen. Danach zwei Minuten in O2-Plasma reinigen. 3. Bestimmung der Oxidschichtdicke mit ELM 4. Adsorption des Polymers während 30 Minuten.
Seite 1: Bericht Forschungslabor I WS 03/04
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