Charakterisierung bio- und chemosensitiver Schichten mit Ellipsometrie und AFM

Abstract

In dieser Dissertation wurden bio- und chemosensitive Schichten mit Ellipsometrie und AFM charakterisiert. Ellipsometrie ist eine Messmethode, um Schichtdicke und Brechungsindex von dünnen Schichten und Schichtsystemen im Nanometer bis Mikrometerbereich unabhängig voneinander zu bestimmen. Die Atomkraftmikroskopie (AFM) ist eine Methode, um Oberflächentopographien abzubilden. Mit diesen Methoden wurde Makrolon, als chemosensitive Schicht, charakterisiert und anschließend wurde die größenselektive Eigenschaft des mikroporösen Makrolons anhand von ellipsometrischen Messungen unter Analyteinfluss bestimmt und bestätigt. Des Weiteren wurden Polyethylengklykolschichten (PEG) und Amindodextranschichten (AMD) auf ihre Oberflächenbelegungseigenschaften und ihr Quellverhalten in flüssigem Medium charakterisiert. Auf diesen PEG- und AMD-Schichten wurden dann anschließend DNA-Hybridisierungen und Biotin-Streptavidin-Wechselwirkungen charakterisiert. Als weiterer Themenschwerpunkt innerhalb dieser Dissertation stand die Charakterisierung einer bioaktiven dentalen Implantatoberfläche. Diese Implantatoberfläche wurde mit einem Protein modifiziert, das das Anheftungs- und Wachstumsverhalten von Zellen begünstigt. Dieses Schichtsystem wurde ebenfalls mit Ellipsometrie und AFM charakterisiert.

The task of this dissertation was the characterization of bio- and chemosensitive layersystems by ellipsometry and AFM. Ellipsometry is a method of measurement to determine layer thickness and refractive index of thin layers or layer systems within the nanaometer to micrometer scale independently from each other. Atomic force microscopy (AFM) is a method to image surface topographies. Makrolon as a chemosensitive layer was characterized with these methods and subsequently its microporous attribute was validated by ellipsometric measurements under the influence of analyte. Furthermore Polyethyleneglycole and Aminodextrane layers were characterized concerning their surface occupation and their swelling behavior in liquid medium. On these PEG- and AMD-layers DNA-hybridizations and Biotin-Streptavidin interactions were determined. As a further focal point stood the characterization of a bioactive dental implant layer system. This implant surface was modified with a protein that assists cell adhesion and spreading. This layersystem was also characterized with ellipsometry and AFM.