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Die ehemalige Nachwuchsforschergruppe (2007-2012)

Die Nachwuchsforschergruppe konzentrierte ihre Arbeiten auf Grenzflächenfunktionalisierte Sensor- und Aktuatorsysteme in biotechnischen Reaktionsräumen.

Bei oberflächenbasierten Biosensoren nimmt die Darstellung reproduzierbarer Oberflächenmodifizierungen eine Schlüsselrolle ein. Sie bestimmen Detektionsgrenzen und Einsetzbarkeit des Sensors. Auf Siliziumoxidoberflächen hat sich die Funktionalisierung mittels Organosilanen, um beispielsweise hydrophile oder hydrophobe Oberflächen herzustellen sowie für die Immobilisierung von Fängermolekülen, bewährt. Einsatz finden diese funktionalisierten Oberflächen in der Bioanalytik, um Biopolymere wie DNA oder Proteine zu detektieren oder um unspezifische Adsorption an Oberflächen zu vermeiden [1, 2]. So wie neuartige Oberflächensubstrate Anwendung finden, ist auch deren Modifizierung eine neue Herausforderung. Neben Siliziumoxidoberflächen stehen vor allem Wellenleiteroberflächen für die hochsensitive Evaneszentfeldsensorik [3,4] und chemische Polymere [5] als kostengünstiges Oberflächensubstrat im Vordergrund. Die Entwicklung von photostimulierbaren Beschichtungen für Wirkstofffreisetzung [6] oder Einstellen der Benetzbarkeit einer Oberfläche sind ebenso erklärtes Forschungsziel.

Die Nachwuchsforschergruppe des iba beschäftigte sich sowohl mit der Synthese von chemischen Verbindungen für die gewünschten Oberflächeneigenschaften als auch mit der Oberflächenmodifizierung selbst sowie deren Strukturierung.

Dafür stehen ein Arbeitsplatz für Synthesen unter Schutzgas (Argon) sowie eine vielfältige Oberflächenanalytik zur Verfügung:

  • spektroskopische, abbildende Ellipsometrie
  • Oberfächenplasmonenresonanz (SPR)
  • Rasterkraftmikroskopie (AFM)
  • Messung von Oberflächenspannung/Kontaktwinkel
  • Infrarotspektroskopie in abgeschwächter Totalreflexion (ATR) und Transmission
  • Rasterelektronenmikroskopie (REM)
[1] C. Hoffmann, K. Schmitt, A. Brandenburg, S. Hartmann, Rapid protein expression analysis with an interferometric biosensor for monitoring protein production, Anal. Bioanal. Chem. 387 (5/2007) 1921-1932.
[2] C. Hoffmann and G. E. M. Tovar, Mixed self-assembled monolayers (SAMs) consisting of methoxy-tri(ethylene glycol)-terminated and alkyl-terminated dimethylchlorosilanes for controlling the nonspecific adsorption of proteins at oxidic surfaces, J. Colloid Interface Sci., 295 (2006) 427-435.
[3] K. Schmitt, C. Hoffmann, High-refractive-index waveguide platforms for chemical and biosensing, in Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors, Vol. 7, Optical Guide-wave Chemical and Biosensors I, Eds.: M. Zourob, A. Lakhtakia, pp 21-54, Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2010.
[4] K. Büchner, N. Ehrhardt, Brian P. Cahill, C. Hoffmann, Internal reflection ellipsometry for real-time monitoring of polyelectrolyte multilayer growth onto tantalum pentoxide, Thin Solid Films 519 (2011) 6480-6485.
[5] K. Schmitt, J. Rist, C. Hoffmann, Optical waveguides for evanescent wave induced cleavage of photolabile linker compounds, Anal. Bioanal. Chem. 401 (2/2011) 777-782.
[6] X. Wang, S. Werner, T. Weiß, K. Liefeith, C. Hoffmann, ortho-Nitrobenzyl alcohol based two-photon excitation controlled drug release system, RSC Advances 2 (1/2012) 156-160.
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