Detektion von Aminen auf Oberflächen mittels Zweiphotonen-Fluoreszenzmikroskopie

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung der Zweiphotonen-Fluoreszenzmikroskopie in den Materialwissenschaften. Es werden funktionalisierte Oberflächen und Nanopartikeldispersionen untersucht. Im ersten Teil werden Aminogruppen, die durch einen Plasmaprozess auf polymerische Hohlfasermembrane aufgebracht wurden, visualisiert. Diese Membranen sollen als Plasmafilter in der Medizintechnik eingesetzt werden. Nach erfolgter Markierung der Aminogruppen mit einem Fluoreszenzfarbstoff kann gezeigt werden, dass sich die Zweiphotonen-Fluoreszenzmikroskopie gut eignet, um die Aminogruppenverteilung im porösen Probensubstrat dreidimensional ortsaufgelöst in Submikrometerauflösung zu bestimmen und somit Aussagen über die Aminogruppendichte und dessen Eindringtiefe zu treffen. Es wird deutlich, dass der Einsatz dieser Mikroskopieart bei der Optimierung des Plasmaprozesses hin zu einer hohen und homogen verteilten Aminogruppendichte beitragen kann, da die Einflüsse verschiedener Prozessparameter auf die Funktionalisierung sichtbar gemacht werden können. Im zweiten Teil wird diese Technik auf pöröse Mikromembranröhrchen, die aus Keramik gefertigt und mit aminogruppenhaltigen Substanzen funktionalisiert wurden, um später als Virenfilter in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt werden zu können, übertragen. Auch hier zeigen sich die Vorteile der Zweiphotonen-Fluoreszenzikroskopie, die sich durch eine Kombination aus optischer Mikroskopie und Fluoreszenzspektrokopie auszeichnet. So können auch hier wichtige Informationen über die Substratstruktur und die Aminogruppenverteilung gewonnen werden. Im dritten Teil werden Anisotropiemessungen dazu verwendet die Wechselwirkungen zwischen stabilisierten Nanopartikeln und ihren Stabilisatormolekülen zu charakterisieren. Es ist möglich zwischen schwachen Wechselwirkungen, die die Beweglichkeit der Stabilisatoren nicht behindern und starken Wechselwirkungen, die zu einer großen Einschränkung der Beweglichkeit führen zu unterscheiden. Zusätzlich kann bei starken Wechselwirkugnen ein qualitativer Eindruck über die Partikelgröße und die Größenverteilung in einer Dispersion gewonnen werden.