Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3517
Main Title: Amphiphilic Block Copolymers as Agents for Solublisation and Modification of Vesicle Phases
Translated Title: Amphiphile Blockcopolymere als Agenten für Solublisation und Modifikation der Vesikeln Phasen
Author(s): Liu, Hsin-Yi
Advisor(s): Gradzielski, Michael
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Das Thema dieser Dissertation war die Untersuchung der Solubilisation von Ölen unterschiedlicher Polarität in wässrigen Lösungen amphiphiler Copolymere und deren Einfluss auf die Eigenschaften von Vesikeln und Vesikelgelen. Im ersten Teil wird der Effekt der Ölzugabe auf die Thermodynamik des Mizellierungsprozesses mit Hilfe von DSC und cmc Fluoreszenzmessungen speziell am Beispiel des Triblock Copolymers F108 diskutiert, einem PEO-PPO-PEO Blockcopolymers. Hier zeigt sich, dass generell die Anwesenheit eines Öls diesen Prozess befördert, der auf der Dehydratisierung der PPO Einheit mit steigender Temperatur basiert, wobei dies allerdings nur auf Öle ausreichender Polarität zutrifft, während z. B. Alkane gar nicht solubilisert werden. Im Detail hängt aber die Absenkung der Mizellierungstemperatur und die Zunahme der Umwandlungsenthalpie stark von der Polarität des Öls ab und für den Zusatz des Homopolymers PPO beobachtet man sogar gar keine Veränderung der Mizellierungstemperatur, was darauf zurückgeführt werden kann, dass hier keine zusätzliche Hydrophobisierung des sich bildenden Mizellkerns erfolgen kann. Die vorliegenden mizellaren Strukturen wurden dann mit Hilfe von DLS und SANS charakterisiert wobei sich zeigte, dass die sich ausbildenden Copolymermizellen auch entsprechend größer werden bei Zusatz der polaren Öle. Im zweiten Teil wurde der Einfluss unterschiedlicher amphiphiler Polymer auf Struktur und Stabilität unilamellarer Vesikel aus dem Phospholipid DMPC oder einem Diesterquat untersucht. Die durch Extrusion erhaltenen Vesikel wurden dann über einen längeren Zeitraum mit Hilfe von DLS beobachtet und diese Untersuchungen zeigten eine Reduktion der Stabilitätsdauer mit zunehmendem Polymergehalt, wobei dieser Effekt allerdings stark von der Art des Polymers abhing. Die Destabilisierung ist umso stärker, je stärker das Polymer in der Lage ist unterschiedliche Vesikel zu verbrücken. Schließlich wurde auch der Einfluss der Polymere auf die Permeabilität der Vesikelmembranen untersucht, was mit Hilfe der Stopped-Flow Methode und einer dabei ablaufenden Komplexierungsreaktion erfolgte. Der Polymerzusatz kann dabei zu einer Verlangsamung oder Beschleunigung des Austausches führen. Schließlich wurde noch der Einfluss solcher Polymer auf die rheologischen Eigenschaften von Vesikelgelen aus dichtgepackten multilamellaren Vesikeln (MLVs) betrachtet. Hierbei zeigte sich, dass die verbrückenden Polymere eine deutlich stärkere Erhöhung der elastischen Eigenschaften als nichtverbrückendes F108 ergaben.
The investigation of micelle, vesicle and gel phases are all covered in this doctor dissertation. The thermal appearance of micelle phases is the main point in the first part. The triblock copolymer F108 is selected as the parent solution to be analysed by the methods of calorimetric instrument, because its amphiphilic character is sensitive to the temperature. The presence of selecting mixtures influences the thermal appearance of fixed F108 solutions; furthermore, the size of micelle phases is analysed by the scattering methods DLS and SANS. The size of the particles depends on temperature; however, not affected by the presence of mixture. In the second part discusses the stability of the small unilammelar vesicles (SUVs) in aqueous solution. The phospholipids DMPC and diesterquat CR3099 are selected as parent solution. They form large unilammelar vesicles (LUVs) as different range of radius especially for DMPC solution. The size is controlled by means of extrusion with 100 nm poly carbonate filter. The stability of the small vesicles is investigated by DLS. The results show that small vesicles of DMPC are not stable, while those of CR3099 are stable for a period of at least six month. Each of small vesicles for DMPC tends to aggregate to form large vesicles in solution. The times of extrusion, in the presence of copolymer could be the factors of reducing and extending the time of stable small vesicles. The permeability of DMPC vesicles is determined by the Stopped Flow Technique with help of FeSCN2+ and F- ions. The relaxation time τ is reduced in the presence of copolymer 10R5 and extended in the presence of L35. The thickness of uniamellar vesicles is analysed by model of Krotky-Porod from the experimental SANS date. The final part focuses on gel solutions. The vesicle gels of zwiter ionic TDMAO, ionic TTABr and 1-Hexanol at different ratios appear as different phases of gel. The various ratios of these chemicals form the multilamellar vesicles (MLVs), which were found by Freeze-fracture electron microscopy. These gel solutions, which are already formed by multilamellar vesicles, include copolymers such as 10R5, Rewopal 6000 and F108. They are analysed by rheology instruments.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-38501
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3814
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3517
Exam Date: 18-Dec-2012
Issue Date: 28-Feb-2013
Date Available: 28-Feb-2013
DDC Class: 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Subject(s): CMT
DMPC
Micellen
Triblock Copolymers F108
Vesikel
CMT
DMPC
Micelle
Triblock copolymers F108
Vesicles
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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