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Coordination chemistry was applied to deposit pyridine-functionalized gold nanoparticles on silicon substrates. The particles were synthesized through the Brust/Schiffrin route with a subsequent ligand exchange reaction yielding well-defined particles of two different sizes. Multilayer deposition was carried out on a pyridine-terminated SAM, anchored on a hydroxyl-terminated silicon surface. Analogously, Hunter/Vögtle-type tetralactam macrocycle multilayers were deposited as well as mixed layers containing both either in an alternating sequence or as a macrocycle multilayer with a terminating nanoparticle layer. These composite layers were examined with respect to their ability to bind squaraine axles in the macrocycle cavities. The amount of guest bound is higher for the composite layer with alternating macrocycles and nanoparticles.
Covalent modification of surfaces with carbohydrates (glycans) is a prerequisite for a variety of glycomics-based biomedical applications, including functional biomaterials, glycan-arrays, and glycan-based biosensors. The chemistry of glycan immobilization plays an essential role in the bioavailability and function of surface bound carbohydrate moieties. For biomedical applications the stability over time (shelf life) of a glycan-array is a crucial factor. Basic requirements for the production of microarrays are first of all stable signals without any loss of quality. Therefore, the investigation of the shelf life for carbohydrate microarrays is an important part in the development of glycan-arrays.
Motivated by the need of reliable quality control for glycan microarrays, we developed reference arrays using fluorescent model glycans. Since the long term stability of glycan microarrays is a crucial factor for their clinical application the shelf life at different storage conditions of glycan microarrays was studied in detail using the two model glycan compounds.
Herein, we present a shelf life study of model glycan microarrays on epoxy modified glass surfaces over a period of 320 days. This was carried out using different analyzing techniques such as Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Fluorescence Spectroscopy. To analyze and interpret the ToF-SIMS dataset the multivariate technique principal component analysis (PCA) was used. The dependence of the array´s shelf life upon storage conditions was specifically studied.
Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung einer Oberfläche und deren Quantifizierung mit wichtig für die Qualitätssicherung vieler industrieller Produkte und Materialien. Die chemische Beschaffenheit von Oberflächen bzw. Grenzflächen muss genau kontrolliert werden um die Produktqualität zu garantieren. Diese Prüfung ist oft auch für individuelle Prozessschritte durchzuführen.
Referenzmaterialien sind unverzichtbar, wenn es darum geht, die Richtigkeit und Zuverlässigkeit von Messergebnissen zu gewährleisten. Falsche Messwerte können zu erheblichen Mehrkosten führen. Referenzmaterialien gewährleisten die Rückführung von Messergebnissen auf anerkannte Bezugsgrößen (Standards), dienen der Ermittlung der Messunsicherheit von analytischen Verfahren und wer-den zur Kalibrierung verwendet. Für zertifizierte/akkreditierte (ISO 9000 und ISO 17025) Prüf- und Kalibrierlaboratorien ist der Einsatz von Referenzmaterialien in der Qualitätssicherung obligatorisch.
Ionischen Flüssigkeiten (IL) sind vielversprechende Kandidaten für die Verwendung als Referenzmaterial in oberflächenanalytischen Verfahren wie Energie-dispersive Röntgenspektroskopie (EDX) und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). In zwei Machbarkeitsstudien wurde eine geeignete Klasse von ILs als Referenzmaterial getestet:
Für die Anwendung in EDX wurde die Eignung von ILs als Referenzmaterial zur routinemäßigen Überprüfung der Energieskala, der Energieauflösung und der Spektrometer-Effizienz untersucht. Es kann gezeigt werden, dass mit einer einzigen Messung an einem einzigen Referenzmaterial mehrere Geräteparameter überprüft werden können. Damit ist es im niederenergetischen Bereich möglich, regelmäßige Funktionsprüfungen von Spektrometern durchzuführen, aber auch die Leistungsfähigkeit verschiedener Spektrometer zu vergleichen
Für Die Anwendung in XPS wurde die Eignung von ILs als Referenzmaterial zur Bestimmung der Transmissionsfunktion T(E) von Photoelektronenspektrometern getestet. Dazu wurde die Auswertesoftware UNIFIT entsprechend adaptiert und erlaubt nun T(E) anhand der bekannten Stöchiometrie der IL zu ermitteln. Es wird gezeigt, dass durch die Verwendung ausgewählter ILs als Referenzmaterial die Genauigkeit der Quantifizierung von XPS Daten unter Nutzung einer experi-mentell bestimmten T(E) wesentlich verbessert werden kann.
We report a surface analytical study of poly(methyl methacrylate) (PMMA) microparticles (beads) with a grafted shell of poly(acrylic acid) (PAA) with thicknesses up to 4 nm using scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS), and near-edge X-ray adsorption fine structure (NEXAFS) spectroscopy. These polymer microparticles were analyzed before and after reaction of the surface carboxyl (CO2H) groups with 2,2,2-trifluoroethylamine (TFEA) to gain a better understanding of methods with use of covalently bound probe molecules for surface group analysis. The results obtained with chemical derivatization XPS using TFEA are discussed in terms of surface quantification of reactive CO2H groups on these PAA-coated microparticles. A labeling yield of about 50% was found for TFEA-derivatized particles with amounts of surface-grafted CO2H groups of 99 µmol/g or more, which is consistent with predicted reaction yields for homogeneously dispersed PAA hydrogels.
Interfaces provide the structural basis for function as, for example, encountered in nature in the membrane-embedded photosystem or in technology in solar cells. Synthetic functional multilayers of molecules cooperating in a coupled manner can be fabricated on surfaces through layer-by-layer self-assembly. Ordered arrays of stimulus-responsive rotaxanes undergoing well-controlled axle shuttling are excellent candidates for coupled mechanical motion. Such stimulus-responsive surfaces may help integrate synthetic molecular machines in larger systems exhibiting even macroscopic effects or generating mechanical work from chemical energy through cooperative action. The present work demonstrates the successful deposition of ordered mono- and multilayers of chemically switchable rotaxanes on gold surfaces. Rotaxane mono- and multilayers are shown to reversibly switch in a coupled manner between two ordered states as revealed by linear dichroism effects in angle-resolved NEXAFS spectra. Such a concerted switching process is observed only when the surfaces are well packed, while less densely packed surfaces lacking lateral order do not exhibit such effects.
The surfaces of polymeric dialyzer membranes consisting of polysulfone and polyvinylpyrrolidone were investigated regarding the lateral distribution and quantitative surface composition using time-of-flight secondary-ion-mass-spectrometry and x-ray photoelectron spectroscopy. Knowledge of the distribution and composition on the outer surface region is of utmost importance for understanding the biocompatibility of such dialyzer membranes. Both flat membranes and hollow fiber membranes were studied.