In this thesis biocompatible hydrogel coatings were investigated with surface plasmon resonance (SPR), specifically utilising the particular properties of evanescent fields: the exponential decay of the electric field with distance from the surface and the wavelength-dependence of the penetration depth. A SPR setup was developed which enables simultaneous real-time measurement of two SPR-signals with 600nm and 784nm. The setup allows a detailed investigation of thin three-dimensional layers on surfaces with a thickness in the range of the penetration depth of the evanescent fields. The real-time measurement capability allows to extract information about the dynamics of such systems. Hydrogels are organic layer systems, which swell to a multitude of their dry state thickness in aqueous solutions. Although these systems are already used for several applications, some important aspects of their behaviour are not resolved yet. For the class of thermo-responsive hydrogels the phase transition in immobilised state had not been evidenced up to now. In the field of biosensing, there was little information about the vertical dynamics of binding processes so far. SPR-measurements on novel thermo-responsive hydrogels evidenced for the first time a thermo-responsive effect of a surface-attached polymer. Upon heating, the previously solvated polymer chains collapsed onto the surface, analogous to the precipitation from aqueous solution. The collapse induces a shift in SPR-resonance angle in dependence of the temperature. The thermo-responsive effect was quantified by comparison with simulations. Dextran hydrogels were investigated with the two-wavelengths SPR measuring method. A three-zone model was developed, which can elegantly explain the monitored time behaviour of the two SPR signals. By means of the model the dynamics of binding processes can be deduced and preferred binding regions inside the hydrogel can be identified.     «

In this thesis biocompatible hydrogel coatings were investigated with surface plasmon resonance (SPR), specifically utilising the particular properties of evanescent fields: the exponential decay of the electric field with distance from the surface and the wavelength-dependence of the penetration depth. A SPR setup was developed which enables simultaneous real-time measurement of two SPR-signals with 600nm and 784nm. The setup allows a detailed investigation of thin three-dimensional layers on s...     »

In dieser Arbeit wurden biokompatible Hydrogelbeschichtungen mit Hilfe der Oberflächenplasmonenresonanz (surface plasmon resonance, SPR) untersucht. Hierbei wurden gezielt die besonderen Eigenschaften evaneszenter Felder ausgenutzt: das exponentielle Abklingen des elektrischen Feldes mit Abstand von der Oberfläche und die Wellenlängenabhängigkeit der Eindringtiefe. Es wurde ein SPR-Aufbau entwickelt, der gleichzeitige echtzeitaufgelöste Messung von zwei SPR-Signalen mit 600nm und 784nm gestattet. Ein solcher Aufbau ermöglicht eine eingehendere Untersuchung dünner dreidimensional ausgedehnter Schichten an Oberflächen mit einer Dicke im Bereich der Eindringtiefe der evaneszenten Felder. Aufgrund der Echtzeitauflösung lassen sich auch Aussagen zur Dynamik solcher Systeme gewinnen. Hydrogele sind organische Schichtsysteme, welche in wässrigen Systemen quellen und hierdurch ein vielfaches der ursprünglichen Schichtdicke erreichen. Obwohl solche Systeme bereits zahlreiche Anwendungen finden, sind wichtige Aspekte ihres Verhaltens bisher noch nicht aufgeklärt. Für die Klasse der thermoresponsiven Hydrogele waren die Phasenübergänge an Grenzflächen bisher nicht nachgewiesen. Im Bereich der Biosensorik gab es bislang wenig Aufschluß über die vertikale Dynamik der Bindungsprozesse. Durch SPR-Messungen an neuartigen thermoresponsiven Hydrogelen konnte zum ersten Mal ein thermoresponsiver Effekt eines oberflächenfixierten Polymers direkt nachgewiesen werden. Bei Erwärmung kollabieren die vorher solvatisierten Polymerketten auf der Oberfläche in Analogie zum Ausfallen des gelösten Polymers. Dieser Kollaps führt zu einem Versatz des SPR-Resonanzwinkels in Abhängigkeit von der Temperatur. Durch Vergleich der Messungen mit Berechnungen wurde der thermoresponsive Effekt quantifiziert. Dextran-Hydrogele wurden mit dem Zwei-Wellenlängen SPR-Messverfahren untersucht. Es wurde ein Drei-Zonen Modell entwickelt, dass das experimentell ermittelte Zeitverhalten der zwei SPR-Signale auf elegante Weise erklärt. Aus dem Model läßt sich die Dynamik von Bindungsprozessen ableiten und bevorzugte Bindungsregionen im Hydrogel identifizieren.     «

In dieser Arbeit wurden biokompatible Hydrogelbeschichtungen mit Hilfe der Oberflächenplasmonenresonanz (surface plasmon resonance, SPR) untersucht. Hierbei wurden gezielt die besonderen Eigenschaften evaneszenter Felder ausgenutzt: das exponentielle Abklingen des elektrischen Feldes mit Abstand von der Oberfläche und die Wellenlängenabhängigkeit der Eindringtiefe. Es wurde ein SPR-Aufbau entwickelt, der gleichzeitige echtzeitaufgelöste Messung von zwei SPR-Signalen mit 600nm und 784nm gestattet...     »