Die Arbeit beschreibt die Herstellung und die Eigenschaften von Gelen und Membranen für die Biochromatographie. Die Funktionalisierung der Trägermaterialien erfolgte durch Pfropfpolymerisation von geeigneten Monomeren. Die radikalische, initiierte Pfropfpolymerisation wurde von der Polymeroberfläxhe gestartet um eine kovalente Anbindung der Polymere an die Geloberfläche zu gewährleisten. Durch die Verwendung von Glycidylmethacrylat als konnte durch verschiedene polymeranaloge Folgereaktionen eine große Vielfalt von Trägermaterialien (Kation-und Anionenaustauschergele, Gele für die Metallcheltaffinitätschromatographie, Gele für die Hydrophobe Interaktionschromatographie und Gele für die Thiophile Adsorption) hergestellt werden, welche höhere Protein Bindungskapazitäten als nichtpolymer modifizierte Gele haben. Die Bindungskapazität ist eine Funktion des polymeren Beschichtungsgrades. Bei 27 % Beschichtungsgrad erfolgt ein plötzlicher Anstieg um einen Faktor von 8-10 der eine Funktion der Monomerstruktur aber unabhängig von der Ligandendichte ist. Ursache ist die Ausbildung einer porenfüllenden Hydrogelstruktur welche einen besseren Zugang zu den Liganden ermöglicht. Die Existenz dieses Hydrogels konnte durch Inonenausschlußexperimente mit Lysozym bestätigt werden. An polymer modifizierten schwachen Anionenaustauschern, mit unterschiedlichem Beschichtungsgrad, wurden die Transportmechanismen unter Verwendung von einfachen Modellen für die Reaktionskinetik, Poren-und Oberflächendiffusion und Filmdiffusion untersucht. Die Ableitung dieser Gleichungen erfolgte unter der Annahme einer Recteckisotherme. Die beste Anpassung der Konzentrations-Zeit Daten aus Batchexperimenten gelang mit dem Porendiffusionsmodell. Der berechnete Diffusionskoeffizient zeigt, dass die Diffusion in polymer modifizierten Trägermaterialien, im Vergleich zu den nichtpolymer modifizierten Trägermaterialien beschleunigt ist. Die Durchbruchkurven werden mit zunehmenden Polymerisationsgrad flacher, was das Resultat eines zunehmenden Filmwiderstandes ist. Die Beschreibung ihrer Form ist mit einem kombinierten Poren-und Filmdiffusionsmodell möglich.
Schlagwörter :
Oberflächenbeschichtung, Hydrogelstruktur, Trägermaterialien und Membrane für Biochromatographie
