Wir wenden die spektroskopische Ellipsometrie in-situ an, um die Quellung von Polymerfilmen zu analysieren, wobei wir uns auf folgende Einflüsse konzentrieren:
externe Stimuli:
Temperatur
Ionenkonzentration und pH
Lösungsmittelzusammensetzung
Schichteigenschaften:
Pfropfdichte
Polymermischungsverhältnis
Dichtegradienten
Mit Hilfe eines optischen Modells (Cauchy-Parametrisierung oder Effektivmedium-Ansatz) werden die folgenden Parameter der gequollenen Polymerschicht ausgewertet:
in-situ Dicke und Brechungsindex
in-situ Rauhigkeit
Lösungsmittelanteil in der Schicht in vol. %
Gradient im in-situ Brechungsindex bei > 100 nm Schichtdicke
Adsorption von Biomolekülen
Die in gequollenen Polymerfilmen adsorbierte Menge an Proteinen oder kleineren Biomolekülen wird mit einem modifizierten de Feijter-Ansatz analysiert (1).
Bittrich E. et al. (2018) Polymer Brushes, Hydrogels, Polyelectrolyte Multilayers: Stimuli-Responsivity and Control of Protein Adsorption. In: Hinrichs K., Eichhorn KJ. (eds) Ellipsometry of Functional Organic Surfaces and Films. Springer Series in Surface Sciences, vol 52. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-75895-4_6.
Im Grenzbereich geringer Proteinadsorption / Proteinresistenz (z. B. bei Antifouling-Polymeroberflächen), überwachen wir die Änderung der "optischen in-situ-Dicke" d(n-namb), um eine Obergrenze für die adsorbierte Proteinmenge zu bestimmen.
Bittrich E., Mele F., Janke A., Simon F., Eichhorn K.-J., Voit B., and Appelhans D. Interactions of bioactive molecules with thin dendritic glycopolymer layers Biointerphases 13, 06D405 (2018). https://doi.org/10.1116/1.5042703.