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Abstract

Gele als Sensormaterialien werden von Wissenschaftlern aufgrund ihrer einfachen Herstellung, hohen Sensitivität und guten Reversibilität viel Aufmerksamkeit geschenkt. Unter ihnen zeigen zweifach vernetzte supramolekulare Gele (DCSG), die mehrere Vernetzer enthalten, responsivee Eigenschaften und behalten die Konstruktion des Netzwerks während des Reaktionsprozesses bei. Oberflächenplasmonresonanz-Kombiniete-Lichtwellenleiterspektroskopie (SPR-OWS) wurde verwendet, um (Bio-) Moleküle unter Verwendung einer dreidimensionalen Hydrogelschicht quantitativ nachzuweisen. In dieser Arbeit wurden verschiedene DCSG-Systeme als SPR-OWS-Sensoren für die Detektion kleiner Zielmoleküle entwickelt.Templatcopolymere Poly (N,N-dimethylacrylamid-co-2-(dimethylmaleimido) -N-ethylacrylamid-co-2-vinyl-4,4-dimethylazlacton), Poly(N,N-dimethylacrylamid-co -2(vinyl-4,4-dimethylazlacton) und Poly(methylacrylat-co-2-(dimethylmaleimido) -N-ethylacrylat-co-2-vinyl-4,4-dimethylazlacton) wurden über eine Reversible Additions-Fragmentierungs-Kettentransfer Polymerisation synthetisiert. Diese Copolymere enthielten Azlactoneinheiten, die leicht mit nukleophilen Amingruppen modifiziert wurden, die Biotin, -Cyclodextrin, Ferrocen, Hamilton-Rezeptor und Thymin trugen, um P1-P5 zu erhalten, in dem die molekularen Erkennungspaare eingeführt wurden. Die zweifach vernetzten supramolekularen Gelsysteme wurden nach Rotationsbeschichtung, Photovernetzung und Äquilibrierung in Lösungsmitteln auf einer Goldoberfläche hergestellt. Der Sensorchip reagierte im SPR-OWS-Messungen auf entsprechende Zielmoleküle.Als erstes Beispiel wurde eine dünne Hydrogelschicht basierend auf Biotin- und Streptavidin-Erkennung als Sensor zum quantitativen Nachweis von Streptavidin im Konzentrationsbereich von 0,5 bis 200 g/ml entwickelt. ...

Abstract

Gels as sensor materials are payed much attention by scientist due to their easy manufacture, high responsibility, and good reversibility. Among them, dually cross-linked supramolecular gel (DCSG) containing multiple cross-linkers exhibits responsive properties and maintains the construction of the network during the response process. Surface plasmon resonance combining optical waveguide spectroscopy (SPR-OWS) was utilized to quantitatively detect (bio)molecules by using a three dimensional hydrogel layer. In this thesis, diverse DCSG systems were designed and developed as SPR-OWS sensors for target small molecules detection. Template copolymers poly(N,N-dimethyl acrylamide-co-2-(dimethyl maleimido)-N-ethyl-acrylamide-co-2-vinyl-4,4-dimethylazlactone), poly(N,N- dimethylacrylamide-co-2-vinyl-4,4-dimethylazlactone) and poly(methyl acrylate- co-2-(dimethylmaleimido)-N-ethyl-acrylate-co-2-vinyl-4,4-dimethylazlactone) were synthesized via reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization. These copolymers containing azlactone moieties, which were easily modified with nucleophilic amine groups bearing biotin, -cyclodextrin, ferrocene, Hamilton receptor, and thymine to obtain P1-P5, in which the molecular recognition pairs were introduced. The dually cross-linked supramolecular gel systems were prepared onto a gold surface after spin coating, photo cross-linking and equilibrating in solvents. The sensor chip was responsive to target molecules by using SPR-OWS measurements. As a first example, thin hydrogel layer based on biotin for streptavidin recognition was developed as a sensor for quantitative detecting of streptavidin in the concentration range from 0.5 to 200 g/mL. Then, the dually cross-linked supramolecular hydrogel based on -cyclodextrin and ferrocene as noncovalent bonding pair was built as sensor, which could quantitatively detect adamantane ...

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