Entwicklung neuer Messmethoden für die Rasterionenleitfähigkeitsmikroskopie zur Untersuchung der mikromechanischen Eigenschaften von lebenden Zellen:
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2012
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 SCANNING ION CONDUCTANCE MICROSCOPY 3
1.2 METHODEN ZUR UNTERSUCHUNG MECHANISCHER EIGENSCHAFTEN LEBENDER ZELLEN
. 3 1.3 GRUNDLAGEN DER ZELLMECHANIK 5
2 EXPERIMENTELLE GRUNDLAGEN 11
2.1 EXPERIMENTELLER AUFBAU 11
2.2 NANOPIPETTEN 12
2.3 STROM-ABSTANDS-VERHALTEN 13
2.4 ABBILDUNGSMODI 14
2.5 AFM-MESSUNGEN 24
2.6 ZELLKULTUR 25
3 BILDENTSTEHUNG BEIM SICM - THEORIE 27
3.1 STROM-ABSTANDS-VERHALTEN 27
3.2 ABBILDUNG VON PARTIKELN AUF EINER EBENEN OBERFLAECHE 32
3.3 LATERALE AUFLOESUNG DES SICMS 35
3.4 CHARAKTERISIERUNG DER SPEZIELLEN PUNKTUEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 36
3.5 ABBILDUNG EINER TOPOGRAPHIEKANTE 38
4 BILDENTSTEHUNG BEIM SICM - EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 4 1
4.1 STROM-ABSTANDS-VERHALTEN 41
4.2 EXPERIMENTELLE CHARAKTERISIERUNG DER SPEZIELLEN
PUNKTUEBERTRAGUNGSFUNK TIONEN 46
4.3 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER LATERALEN AUFLOESUNG 47
4.4 BILDENTSTEHUNG BEI HOCHAUFLOESUNGSMESSUNGEN 53
5 MECHANISCHE MESSMETHODEN MIT DEM SICM 5 7
5.1 PRINZIP DER KRAFTERZEUGUNG 57
5.2 KRAFT AUF EINE EBENE OBERFLAECHE 60
5.3 EXPERIMENTELLE VERIFIZIERUNG DES KRAFT-ABSTANDS-VERHALTENS 63
5.4 VERFORMUNG EINER ELASTISCHEN PROBE 68
5.5 VERFORMUNG EINER HYPERELASTISCHEN PROBE 76
5.6 MESSPROTOKOLL FUER ELASTIZITAETSMESSUNGEN MIT DEM SICM 79
5.7 EINFLUSS DER PROBENDICKE 83
5.8 VERFORMUNG EINER VISKOELASTISCHEN PROBE . 90
5.9 RHEOLOGISCHE AUSWERTUNG VON STROM-ABSTANDS-KURVEN 96
I
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
6 ANWENDUNG DER MECHANISCHEN MESSMETHODEN AN LEBENDEN ZELLEN 103 6.1
QUANTITATIVE UBERPRUEFUNG DER ELASTIZITAETSMESSUNGEN 103
6.2 UNTERSUCHUNG DER ZYTOSKELETTDYNAMIK IN LEBENDEN ZELLEN 107
6.3 MECHANIK MIGRIERENDER ZELLEN 112
6.4 MIKRORHEOLOGISCHE MESSUNGEN MIT DEM SICM 119
7 ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION 125
7.1 BILDENTSTEHUNG BEIM SICM 125
7.2 MECHANISCHE MESSUNGEN MIT DEM SICM 126
A APPENDIX 129
A . L FEM-MODELLE ZUR SIMULATION DES IONENSTROMS 129
A.2 BESTIMMUNG DES EFFEKTIVEN OEFFNUNGSWINKELS DER PIPETTE 131
A.3 PROBE ZUR UNTERSUCHUNG DER BILDENTSTEHUNG 132
A.4 POISEUILLE-STROEMUNG IN EINEM SCHWACH KONISCHEN ROHR 132
A.5 FEM-MODELLE ZUR STROEMUNGSSIMULATION 133
A.6 KRIECHANTWORT AUF EINEN EXPONENTIALPULS 137
LITERATURVERZEICHNIS 154
VEROEFFENTLICHUNGEN 155
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