Elektrochemische Rastermikroskopie zur hochaufgelösten Untersuchung von Biosensoroberflächen und einzelnen Zellen:
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1999
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INHALT
1
1
EINLEITUNG
1
I.
E
INFUEHRUNG
2
MIKROELEKTROCHEMIE
3
2.1
DIE
CHEMISCHE
KOMMUNIKATION
ZWISCHEN
NERVENZELLEN
UND
IHRE
UNTERSUCHUNG
MIT
HILFE
VON
MIKROELEKTRODEN
3
2.2
VOLTAMMETRISCHE
UND
AMPEROMETRISCHE
VERFAHREN
6
2.3
BIOLOGISCHE
ANWENDUNGEN
8
2.3
RASTERMIKROSKOPIE
12
2.4
ELEKTROCHEMISCHE
RASTERMIKROSKOPIE
12
2.4.1
ELEKTROCHEMIE
AN
ULTRAMIKROELEKTRODEN
13
2.4.2
DER
FEEDBACK-MODUS
17
2.4.3
DER
GENERATOR-KOLLEKTOR-MODUS
19
2.4.4
ANWENDUNGEN
DER
ELEKTROCHEMISCHEN
RASTERMIKROSKOPIE
21
2.4.5
DIE
KONTROLLE
DES
ABSTANDS
ZWISCHEN
SONDE
UND
PROBE
22
II.
E
RGEBNISSE
EIGENER
A
RBEITEN
3
KONZEPTION
UND
AUFBAU DES
ELEKTROCHEMISCHEN
RASTERMIKROSKOPS
25
3.1
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
GERAET
25
3.2
HARDWAREKOMPONENTEN
26
3.3
ELEKTROCHEMISCHE
KOMPONENTEN
30
3.4
SOFTWAREKOMPONENTEN
32
II
INHALT
4
ABSTANDSKONTROLLE DURCH
SCHERKRAFTDETEKTION
38
4.1
GRENZEN
DER
ELEKTROCHEMISCHEN
RASTERMIKROSKPIE
AN
RAUHEN
OBERFLAECHEN
38
4.2
EXPERIMENTELLER
AUFBAU
43
4.3
ANNAEHERUNGSVERHALTEN
47
4.4
SCHERKRAFT-HOEHENKONTROLLE
ZUM
ABRASTERN
FLACHER
PROBEN
50
4.5
SCHERKRAFT-HOEHENKONTROLLE
AN
STRUKTUREN
MIT
HOHEM
ASPEKTVERHAELTNIS
53
4.6
ZUSAMMENFASSUNG
56
5
ENZYMMODIFIZIERTE
SPITZEN
57
5.1
UNTERSUCHUNG
VON
OBERFLAECHEN
MIT
PASSIVEN
SENSOREN
57
5.2
LOKALISIERUNG
ELEKTROAKTIVER
BEREICHE
AUF
OBERFLAECHEN
DURCH
ELEKTROCHEMISCHEN
FEEDBACK
UND
GENERATOR-KOLLEKTOR-ANORDNUNGEN
58
5.3
EXPERIMENTELLER
AUFBAU
60
5.4
ABBILDUNG
MIT
ENZYMMODIFIZIERTEN
SPITZEN
63
5.5
ZUSAMMENFASSUNG
65
6
UNTERSUCHUNG
VON
BIOSENSORARRAYS
66
6.1
AUFBAU
UND
FUNKTION
AMPEROMETRISCHER
BIOSENSOREN
66
6.2
ERFASSUNG
VON
DIFFUSIONSPROFILEN
MIT
DEM
SECM
71
6.2.1
MODELLVERSUCHE
ZU
CROSS-TALK
UND
ABSCHIRMUNG
71
6.2.2
FEEDBACK
BEI
UNMODIFIZIERTEN
UND
MODIFIZIERTEN
ARRAYS
74
6.2.3
LOKAL
AUFGELOESTE
ERFASSUNG
DER
ENZYMAKTIVITAET
77
6.3
ZUSAMMENFASSUNG
85
7
UNTERSUCHUNG
VON
ZELLEN
86
7.1
APPARATIVE
VORAUSSETZUNGEN
86
7.1.1
OPTISCHE
MIKROSKOPIE
86
7.1.2
ZUGABE
UND
AUSTAUSCH
VON
LOESUNGEN
88
7.2
EIGENSCHAFTEN
DER
UNTERSUCHTEN
ZELLSYSTEME
89
7.2.1
RETZIUS
ZELLEN
90
INHALT
III
7.2.2
PC
12
ZELLEN
91
7.3
VISUALISIERUNG
VON
ZELLEN
UEBER
DIE
SAUERSTOFFREDUKTION
IM
YYCONSTANT-HEIGHT"-MODUS
93
7.4
ERFASSUNG
DER
TOPOGRAPHIE WEICHER BIOLOGISCHER PROBEN
IM
SCHERKRAFT-MODUS
97
7.4.1
NADELFOERMIG
AUSGEZOGENE
MIKROELEKTRODEN
AUS
GLAS
97
7.4.2
REDUZIERUNG
DER
SCHERKRAFTWECHSELWIRKUNGEN
MIT
DUENNEN
GLASKAPILLAREN
100
7.4.3
ULTRAMIKROELEKTRODEN
AUS
CARBONFASERN
101
7.4.4
TOPOGRAPHISCHE ABBILDUNG
VON
ZELLEN
MIT
CARBONFASER-ELEKTRODEN
109
7.4.5
SCHERKRAFT-ABBILDUNG
UND
SIMULTANE
REGISTRIERUNG
DES
POTENTIALS
112
7.4.6
DETEKTION INDIVIDUELLER
EXOZYTOSEEREIGNISSE
113
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
117
9
MATERIAL
UND
METHODEN
121
9.1
CHEMIKALIEN
121
9.1.1
ENZYME
121
9.2
MATERIALIEN
121
9.3
GERAETE
122
9.3.1
KOMPONENTEN
DES
SECM
122
9.3.2
APPLIKATIONSVORRICHTUNG
123
9.3.3
ELEKTROCHEMISCHE
KOMPONENTEN
124
9.3.4
KAPILLARZIEHGERAET
UND
SCHLEIFAPPARATUR
[100]
124
9.3.5
SONSTIGE
GERAETE
125
9.4
SOFTWARE
125
9.5
HERSTELLUNG
VON
ULTRAMIKROELEKTRODEN
125
9.5.1
KONISCH
GESCHLIFFENE
MIKROELEKTRODEN
[100]
125
9.5.2
NADELFOERMIG
AUSGEZOGENE
MIKROELEKTRODEN
[100]
126
9.5.3
ISOLIERUNG
VON
CARBONFASEM
DURCH
TAUCHLACK
126
9.6
ISOLIERUNG
VON
CARBONFASERN
DURCH
ELEKTRODEPOSITIONSLACK
127
IV
INHALT
9.7
HERSTELLUNG
SILBERCHLORID-BESCHICHTETER
PSEUDO-REFERENZELEKTRODEN
128
9.8
ENZYM-MODIFIZIERTE
SPITZEN
128
9.9
POLYMETHYLENBLAU
MODIFIZIERTE
ELEKTRODEN
129
9.10
ENZYMMODIFIZIERTE
ELEKTRODENARRAYS
129
9.11
DURCHFUEHRUNG
VON
SECM-EXPERIMENTEN
130
9.11.1
SECM-EXPERIMENTE
OHNE
SCHERKRAFT-HOEHENKONTROLLE
130
9.11.2
AUFNAHME
VON
ABBILDUNGEN
IM
SCHERKRAFTMODUS
131
9.12
ZELLKULTIVIERUNG
UND
-PRAEPARATION
132
9.12.1
RETZIUS
ZELLEN
132
9.12.2
PC
12
ZELLEN
132
10
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