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Main Title: Selbstorganisation amphiphiler Block-Copolymere in Mikromischern
Translated Title: Self-assembly of amphiphilic block copolymers in micro mixers
Author(s): Thiermann, Raphael
Advisor(s): Maskos, Michael
Referee(s): Gradzielski, Michael
Maskos, Michael
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Selbstorganisation zweier Systeme amphiphiler Polymere, dem Diblock-Copolymer PB-PEO und dem Triblock-Copolymer PEO-PPO-PEO, wurde in Mikromischern erfolgreich untersucht. Es wurden drei Mikromischer eingesetzt, zwei auf dem interdigitalen Mischprinzip und einer auf dem Split-and-recombine-Prinzip basierend. Die jeweilige Mischerarchitektur wurde auf die Fähigkeit hin untersucht, Polymersomen kontrolliert und kontinuierlich herstellen zu können. Durch Veränderung der Mischbedingungen wie Mischerarchitektur, Flussraten, Flussratenverhältnisse, Konzentration, Temperatur oder Lösungsmittel-beschaffenheit, wurde die Selbstorganisation von PB-PEO gezielt gesteuert. Unterschiedliche Strukturen wie Polymersomen, scheibenartige Mizellen oder sphärische Mizellen wurden mit enger Größenverteilung hergestellt und mittels DLS und (Cryo)-TEM charakterisiert. Daraus ergab sich ein Einblick in den Mechanismus der Selbstorganisation zu Vesikeln. Gleichzeitige Einlagerung hydrophober Partikel wie Quantum Dots (QDs) oder Eisenoxid-Nanopartikel (USPIO-NPs) diente als Modellsystem für kontinuierlich hergestellte multi-funktionelle Polymersomen. Die Darstellung der PB-PEO-Vesikel wurde auf das Pluronic® System L121 erfolgreich übertragen. Eine durch hydrophobe Beladung entstandene Stabilisierung der sonst sehr instabilen Pluronic®-L121 Vesikel wurde erfolgreich nachgewiesen und lieferte kontinuierlich hergestellte biokompatible, multifunktionelle Polymersomen mit niedriger Polydispersität.
The self-assembly of two different amphiphilic polymer systems, the diblock- PB-PEO and the triblock-copolymer PEO-PPO-PEO, were investigated in micro mixers. Three different micro mixers were used: two based on interdigital mixing and one on split-and-recombine principle. The micro mixers were investigated to ensure a continuous and controlled synthesis of polymersomes. The self-assembly of PB-PEO was controlled by varying the mixing conditions like mixing architecture, flow rate, flow rate ratio, concentration, temperature or solvent properties. Different morphologies like polymersomes, disc-like micelles or spherical micelles were synthesized with a low polydispersity and characterized by DLS and (Cryo)-TEM. This gave an insight into the mechanism of polymersomes’ self-assembly. Simultaneous loading of hydrophobic particles like quantum dots (QDs) or iron oxide nanoparticles (USPIO-NPs) was used as a model system for continuously synthesized multifunctional polymersomes. Based on the mixing of PB-PEO, the controlled self-assembly was transferred to the pluronic® L121 system. A stabilization of the instable pluronic®-vesicles by loading of hydrophobic particles was successfully demonstrated and leads to a controlled and continuous synthesis of multifunctional, biocompatible polymersomes with a low polydispersity.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-52859
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4373
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4076
Exam Date: 13-Feb-2014
Issue Date: 7-Jul-2014
Date Available: 7-Jul-2014
DDC Class: 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Subject(s): Beladung
Copolymer
Mikromischer
Selbstorganisation
Vesikel
Copolymere
Loading
Micro mixer
Self-assembly
Vesicle
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