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Nanomaterialien
von Julia Witt

 

Nanotoxizität ist ein neues Wissenschaftsgebiet,[1, 2] das die Entwicklung geeigneter Hilfsmittel zur Bestimmung von Nanoobjekten wie metallischen Nanopartikeln (NPs) erfordert. Diese Hilfsmittel sollen Informationen über mögliche Wechselwirkungen zwischen Nanoobjekten und biologischen Systemen liefern. Unsere Arbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung des NIP-Konzept (engl. von Nanoparticle Imprinted Polymer) für die selektive Erkennung von NP durch eine Polymermatrix. Nanopartikel (NP) werden als Platzhalter (Template) verwendet, um einen formgetreuen Abdruck in einem dünnen organische Film auf einer festen Unterlage zu erzeugen. Nach dem Herauslösen der NP ist das Matrizenmaterial selektiv für eine Wiederaufnahme von NP mit der gleichen Größe und der gleichen Oberflächenfunktionalität. Die geprägten Matrizen können als Sensormaterial für die Speziation von Nanopartikeln zum Einsatz kommen, konzeptionell ähnlich wie die bereits bekannten molekular geprägte Polymere (engl. Molecular Imprinted Polymers, MIP)[3, 4]. Solche neuen analytischen Zugänge für die Analyse von NPs besitzen eine zunehmende Bedeutung, da die Toxizität der NP von deren Größe, Oberflächenfunktionalität und Elementzusammensetzung abhängig ist.[5, 6] Kürzlich veröffentlichten wir ein neues Konzept basierend auf Nanopartikel geprägte Polymere (NIP) in Kombination mit einer elektrochemischer Detektion von NP.[7] Das neue Sensorprinzip konnte am Beispiel eines Polyanilinfilms demonstriert werden, der als extrem dünner Film zusammen mit Templat AuNP mit Hilfe des Langmuir-Blodgett-Verfahren auf eine leitfähiges Glas übertragen wurde. Nach der Elektrooxidation der Gold-Nanopartikel konnten die entstandenen Hohlräume in dem Film detektiert und zur Wiederaufnahmer anderer NP genutzt werden. Zur Zeit erweiterten wir das NIP Konzept auf andere Matrix und NP-Systeme und folgen neue Routen für NIP Bildung.

 

Genutzte Techniken: LB, XPS, voltammetry, SEM, SFM

[1]Colvin, V. L. Nat. Biotechnol. 200321, 1166-1170.
[2]Nel, A.; Xia, T.; Mädler, L.; Li, N. Science 2006311, 622-627.
[3]Haupt, K. Analyst 2001126, 747-756.
[4]Piletsky, S. A.; Turner, A. P. F. Electroanalysis 200214, 317-323.
[5]Leroueil, P. R.; Hong, S.; Mecke, A.; Baker, J. R.; Orr, B. G.; Banaszak Holl, M. M. Acc. Chem. Res. 200740, 335-342.
[6]Bantz, C.; Koshkina, O.; Lang, T.; Galla, H.-J.; Kirkpatrick, C. J.; Stauber, R. H.; Maskos, M. Beilstein J. Nanotechnol. 20145, 1774-1788.
[7]Kraus-Ophir, S.; Witt, J.; Wittstock, G.; Mandler, D. Angew. Chem. Int. Ed. 201453, 294-298.
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