Schaltbare Proteinadsorption an dünnen Polymerfilmen

von Fabian Kempe (17, Sächs. Landesgymnasium St. Afra zu Meißen)

Kategorie: Chemie 2008
Betreuer: Dr. Petra Uhlmann, Dr. Jens Viehweg (Sächs. Landesgymnasium St. Afra zu Meißen)
Wettbewerbsart: Jugend forscht

Gewonnene Preise:
  • Sonderpreis im Bundeswettbewerb
  • Landessieger
  • Regionalsieger

In dieser Arbeit sollen Untersuchungen zur Biokompatibilität einer binären, schaltbaren Polyelektrolyt-Bürste gemacht werden. Der Begriff „binäre, schaltbare Polyelektrolytbürste“ beschreibt einen Polymerfilm mit einer Schichtdicke von ca. 7 bis 12 nm, welcher aus zwei unterschiedlichen Arten von Polymerketten besteht. Diese sind mit verschiedenen Stimuli schaltbar. Durch Volumenausschlusseffekte stoßen sich die Polymerketten  gegenseitig ab und die entstehende Konformation der Polymerketten gleicht der einer Bürste. Am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. wurden bereits Untersuchungen an Polyacrylsäure-/Poly-2-vinylpyridin - Bürsten (PAA-/P2VP-Bürsten) durchgeführt. Diese sind in Abhängigkeit vom pH-Wert zwischen positiver und negativer Oberflächenladung schaltbar. Die bisherigen Untersuchungen des Instituts zur Beurteilung der Biokompatibilität dieser Bürste beschränkten sich auf die Messung der adsorbierten Menge Protein bei verschiedenen pH-Werten. Zur Analyse der Eigenschaften wurde das Modellprotein alpha-Chymotrypsin und ein Null-Ellipsometer verwendet. Ziel dieser Arbeit ist es, festzustellen, wie sich die Proteinadsorption von alpha-Chymotrypsin verhält, wenn vorher bereits bei einem anderen pH-Wert adsorbiert wurde. So kann überprüft werden, ob die schaltbare Bürste die Vorteile gegenüber einer Mono-Bürste besitzt und sich mehrmals Schalten lässt, ohne nennenswerte Alterungsprozesse aufzuweisen. Ein Weg zur Synthese auf Silizium-Modelloberflächen ist schon bekannt. Dieser muss jedoch  noch optimiert werden, um eine PAA-/P2VP-Bürste zu erhalten, die der Modellvorstellung einer gleichmäßigen Bürste möglichst nahe ist.

Schaltbare Proteinadsorption an dünnen Polymerfilmen