Das Phasenverhalten kolloidaler Systeme unter Druck

Schulze, Julian

Das Phasenverhalten kolloidaler Systeme unter Druck

dc.contributor.advisor	Tolan, Metin
dc.contributor.author	Schulze, Julian
dc.contributor.referee	Winter, Roland
dc.date.accepted	2017-07-28
dc.date.accessioned	2017-10-05T12:06:23Z
dc.date.available	2017-10-05T12:06:23Z
dc.date.issued	2017
dc.description.abstract	Der Einfluss grundlegender thermodynamischer Größen wie Druck und Temperatur auf in Wasser gelöste Makromoleküle ist für das Verständnis vieler Prozesse des täglichen Lebens relevant. Im Zentrum dieser Arbeit steht das Verständnis des Phasenverhaltens von kolloidalen Systemen. Diese wurden hauptsächlich mit Röntgenkleinwinkelstreuung untersucht. Diese Methode ermöglicht den Zugang zur Gestalt und Wechselwirkung von Materie, deren Größe im Nanometer-Bereich liegt. Im ersten Abschnitt der Arbeit wird das druck- und temperaturabhängige Wechselwirkungspotenzial sowie das Phasenverhalten des Proteins Lysozym nahe des Kristallisationsfensters untersucht. Aggregation von Proteinen und Phasenübergänge in Proteinlösungen werden auch bei Krankheiten beobachtet, beispielsweise bei Alzheimer oder dem Grauen Star. Ein tieferes Verständnis der Ursachen von derartigen Prozessen ist also von großem Interesse. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass für einen sehr breiten Konzentrations- und Temperaturbereich hydrostatische Drücke bis etwa 2000 bar einen Phasenübergang der gelösten Proteine von der phasengetrennten in die homogene Phase verursachen können. Weitere Druckerhöhungen hingegen führen zu einem Phasenübergang zurück in die phasengetrennte Phase. Dies kann auf das nicht-monotone Wechselwirkungspotenzial zurückgeführt werden. Im zweiten Abschnitt wird die druckabhängige Wechselwirkung und das Phasenverhalten von Lösungen aus geladenen Siliziumdioxid-Nanopartikeln sowie nicht adsorbierenden Polymeren, genauer Polyethylenglycol, untersucht. Dieses Modellsystem zeichnet sich durch seine einfache Beschreibbarkeit aus und ermöglicht so ein Studium grundlegender Wechselwirkungen von Materie in wässriger Lösung. Nach einer Charakterisierung des Systems konnte das System für 1 wt.% Nanopartikel sowie eine variable Polymerkonzentration untersucht werden. Für hohe Polymerkonzentrationen konnte hier gezeigt werden, dass hydrostatische Drücke von bis zu 4000 bar einen Phasenübergang der Nanopartikel von der phasengetrennten in die homogene Phase erzeugen können. Dies wird hauptsächlich der Wirkung des Drucks auf die Polymere zugeschrieben.	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2003/36108
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-18124
dc.language.iso	de	de
dc.subject	Proteine	de
dc.subject	Nanopartikel	de
dc.subject	Polymere	de
dc.subject	Phasenentmischung	de
dc.subject	Interpartikuläre Wechselwirkung	de
dc.subject	Röntgenkleinwinkelstreuung	de
dc.subject	Hydrostatischer Druck	de
dc.subject.ddc	530
dc.subject.rswk	Proteine	de
dc.subject.rswk	Nanopartikel	de
dc.subject.rswk	Polymere	de
dc.subject.rswk	Röntgen-Kleinwinkelstreuung	de
dc.subject.rswk	Hydrostatischer Druck	de
dc.title	Das Phasenverhalten kolloidaler Systeme unter Druck	de
dc.type	Text	de
dc.type.publicationtype	doctoralThesis	de
dcterms.accessRights	open access

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