Gelelektrophorese – Teilprojekt des SPP 2045

Fraktionierung von Nanopartikeln durch präparative Gelelektrophorese – Teilprojekt des SPP 2045

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Projektbeschreibung:
Monodisperse Nanopartikel (NP) mit völlig einheitlichen Eigenschaften hinsichtlich ihrer Größe und Morphologie sind bereits heute für optische (plasmonische) Anwendungen essentiell. In Zukunft werden solche Partikel für weitere Bereiche notwendig werden, wie z.B. in der Medizin oder bei Selbstanordnungsprozessen, wo einheitliche NP eine hochgenaue Wirkungsweise bzw. eine hochgeordnete Struktur versprechen.
Da die benötigte enge Partikelgrößenverteilung bzw. Monodispersität nicht durch konventionelle Verfahren erreicht werden kann, soll in diesem Teilprojekt die präparative Gelelektrophorse zur Fraktionierung dieser synthetisierten Partikel genutzt werden. Dabei können NP in einem geeigneten Gel aufgrund unterschiedlicher elektrophoretischer Mobilitäten räumlich separiert werden.

TEM Aufnahmen sphärischer SiO₂-Nanopartikel (Proben A und D) sowie Foto eines Agarosegels mit Proben unterschiedlicher Partikelgröße und Wanderungsdistanzen (links). Auftrennung einer binären Mischung (A und D) im Agarosegel (rechts).

Ziele und Aufgaben des iPAT:

• Synthese von SiO₂– und ZnO-NP mit anschließender Oberflächenmodifizierung durch Liganden
• Trennung von NP mittels elektrophoretischer Experimente
• Charakterisierung der getrennten Partikelfraktionen mittels TEM und SAXS
• Verständnis über die Partikel-Gel-Wechselwirkungen
• Konstruktion einer elektrophoretischen Kammer für die Etablierung einer mehrdimensionalen Trennung nach Partikelgröße und -form
• Modellierung und Simulation des Trennungsprozesses