TY - CONF A1 - Lange, Nele A1 - Dietrich, Paul A1 - Holzweber, Markus A1 - Unger, Wolfgang A1 - Kulak, N. T1 - Selective Modifiction of Silicon Nitride using Click-Chemistry T2 - Potsdam Days on Bioanalysis 2014 CY - Potsdam, Germany DA - 2014-11-06 PY - 2014 AN - OPUS4-32120 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Nele A1 - Dietrich, Paul A1 - Gründler, A. A1 - Lippitz, Andreas A1 - Kulak, Nora A1 - Unger, Wolfgang T1 - Nuclease activity of copper(II)phenanthroline complexes immobilized on silicon nitride films N2 - Copper(II)phenanthroline complexes intercalate into DNA and induce DNA cleavage. Here, we investigate the nuclease activity of copper(II)phenanthroline complexes on Silicon nitride films. 1,10-phenanthroline-5-carboxylic acid is immobilized at Si-NHx bonds via amide coupling followed by the formation of copper(II)phenanthroline complexes. XPS and NEXAFS were carried out at the HE-SGM beamline. T2 - 8th Jouint BER II and BESSY II User Meeting CY - Berlin, Germany DA - 7.12.2016 KW - XPS KW - NEXAFS KW - Copper(II) - phenanthroline - complexe filmss PY - 2016 AN - OPUS4-38685 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Nele A1 - Dietrich, Paul A1 - Holzweber, Markus A1 - Lippitz, Andreas A1 - Unger, Wolfgang A1 - Kulak, N. T1 - Functionalization of Silicon Nitride T2 - PhD Retreat 2015 CY - Wandlitz, Germany DA - 2015-06-05 PY - 2015 AN - OPUS4-33486 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Nele A1 - Dietrich, Paul A1 - Holzweber, Markus A1 - Lippitz, Andreas A1 - Unger, Wolfgang A1 - Kulak, N. T1 - XPS-Study of a New Azidation Method of Silicon Nitride T2 - Potsdam Days on Bioanalysis 2015 CY - Potsdam DA - 2015-11-04 PY - 2015 AN - OPUS4-34739 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Nele A1 - Dietrich, Paul A1 - Holzweber, Markus A1 - Lippitz, Andreas A1 - Unger, Wolfgang A1 - Kulak, N. A1 - Kulak, N. T1 - XPS-Study of the formation of surface amino groups on silicon nitride and their application in click chemistry T2 - ECASIA 2015, 16th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis CY - Granada, Spain DA - 2015-09-28 PY - 2015 AN - OPUS4-34681 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Lange, Nele T1 - Selektive chemische Modifikation von Siliziumnitrid-Oberflächen für neuartige biosensorische Applikationen N2 - Biosensoren gewinnen in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung. So erfolgt die Identifizierung des Analyten mit Biosensoren deutlich schneller und unkomplizierter als mit herkömmlichen analytischen Methoden. Aufgrund des Schlüssel-Schloss-Prinzips ist zudem die Detektion von Biosensoren äußerst selektiv. Die Herstellung dieser Sensoren erfolgt häufig trotz der Unzuverlässigkeit der Silanchemie über die Silanisierung der Si-H- bzw. Si-OH-Bindungen an der Silizium-Oberfläche. Die Abhängigkeit von Temperatur- und pH-Wert, sowie die Veränderung der Filmdicke bei nur kleinen Schwankungen des Wassergehalts während der Umsetzung werden oft vernachlässigt. Seltener wird die Si-NHx-Bindung genutzt, um dünne organische Filme zu erzeugen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neue Funktionalisierungsstrategie entwickelt, die die Silanchemie vermeidet. Die Idee basiert auf der Herstellung einer Azid-terminierten Oberfläche erzeugt aus Oberflächenaminen des materialintrinsischen Stickstoffs von Siliziumnitrid (Si3N4). Diese Azidgruppen bildeten die Grundlage für die Click-Chemie mit geeigneten Alkin-terminierten (Bio)molekülen und die anschließende Immobilisierung von ausgewählten Analyten. Die Funktionalisierungsstrategie umfasst die Erzeugung von NHx-terminierten Si3N4-Oberflächen durch Flusssäureätzung gefolgt von deren Umwandlung in Azidgruppen durch verschiedene Methoden. Im Anschluss wurden Alkine durch die Kupfer-katalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC, Click-Chemie) an die Azid-terminierte Oberfläche immobilisiert. Der Erfolg der einzelnen Reaktionsschritte wurde durch oberflächenanalytische Methoden, durch XPS, NEXAFS und ToF-SIMS, überprüft. Die Charakterisierung der gebildeten Triazolringe erfolgte anhand des N 1s-XP-Spektrums sowie der NEXAFS C K-Kante. Die CF3-Gruppe wurde anhand der C 1s und F 1s-XP-Spektren, sowie der NEXAFS F K-Kante identifiziert. ToF-SIMS Untersuchungen bestätigten ebenfalls die Bindung des Alkins an die Si3N4-Oberfläche. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde die direkte Anbindung eines Biomoleküls an die Si3N4 Oberfläche getestet. Hierfür wurde das Biotin/Streptavidin-System durch eine Click-Reaktion an der Oberfläche verankert. Die erfolgreiche Biotin/Streptavidin-Interaktion wurde ebenfalls mit XPS, NEXAFS und ToF-SIMS nachgewiesen. Der Erfolg der Click-Reaktionen war sowohl bei der Methodenentwicklung als auch bei der Immobilisierung des Modellfilms vom genutzten Lösungsmittel abhängig. Neben der direkten Immobilisierung von (Bio)molekülen an die Si3N4-Oberfläche durch die Click-Chemie gelang es auch einen Kupfer(II)trifluormethoxyphenanthrolin-Komplex als künstliche Nuklease über Amid-Kopplung an die Si-NHx-Oberfläche zu binden. Hierbei diente ein OCF3-Substituent des Kupfer(II)trifluormethoxyphenanthrolin-Komplexes als XPS-Sonde. Die Identifizierung des Komplexes erfolgte anhand der OCF3-Komponente im C 1s- und F 1s-XP-Spektrum und der NEXAFS F K-Kante, sowie des Cu 2p-XP-Spektrums. Die ToF-SIMS-Massenspektren bestätigten ebenfalls die Bindung des Komplexes. Die Kupfermenge wurde mit der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) zu 0.08 µg/cm2 bestimmt, was 87 x 1012 Kupferatome pro cm2 entspricht. Nach der Verifizierung des immobilisierten Komplexes erfolgte die Untersuchung der Spaltaktivität der auf der Si3N4-Oberfläche gebundenen künstlichen Nuklease gegenüber Plasmid-DNA. Hierbei wurde eine Zunahme der Spaltaktivität mit zunehmender DNA-Inkubationszeit festgestellt. Weiterhin ist bemerkenswert, dass der verwendete Kupfer(II)trifluormethoxyphenanthrolin-Komplex erst auf der Oberfläche seine Spaltaktivität entfaltet. Kontrollproben in Lösung zeigten im Gegensatz zu dem immobilisierten Komplex keine Spaltaktivität. KW - Surface Chemistry KW - Silicon Nitride KW - Click Chemistry KW - DNA Cleavage KW - XPS KW - NEXAFS KW - ToF-SIMS PY - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000105216-6 SP - 1 EP - 240 PB - Freie Universität CY - Berlin AN - OPUS4-42790 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -