Langmuir-Schaeffer-kalvojen valmistaminen nanoselluloosasta ja proteiineista
Pietilä, Siiri (2017)
2017
Teknis-luonnontieteellinen
Teknis-luonnontieteellinen tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-06-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201705241488
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201705241488
Tiivistelmä
Diplomityössä selvitettiin, saadaanko nanokiteisestä selluloosasta, nanokuituisesta selluloosasta ja anionisesta nanokuituisesta selluloosasta kasvatettua ohutkalvoja Langmuir-tekniikalla. Lisäksi kokeiltiin lisätä Ca2+-ioneja alafaasiin kalvon rakenteen kovettamista varten ja tutkittiin niiden vaikutusta kalvon muodostumiseen. Lisäksi kokeiltiin kolmen proteiinin (laminiini, kollageeni 1 ja kollageeni 4) seostamista nanoselluloosakalvoon sen muodostamisvaiheessa. Langmuir-kalvot ovat kelluvia yksikerroksisia kalvoja; Langmuir-Blodgett-kalvot ovat kiinteälle substraatille pystysuoralla siirtotavalla siirrettyjä kalvoja ja Langmuir-Schaeffer-kalvot ovat vaakasuoralla siirtotavalla kasvatettuja kalvoja. Tässä diplomityössä käytettiin vaakasuoraa siirtotapaa, joten kalvoja kutsuttiin LS-kalvoiksi.
Kaikista kolmesta nanoselluloosamateriaaleista saatiin muodostettua kalvo pintaaktiivista ainetta apuna käyttäen. Ilman pinta-aktiivista ainetta kalvonmuodostus ei onnistunut. Kalvoja tutkittiin käyttäen Brewsterin kulma -mikroskooppia, tunnelointimikroskooppia ja atomivoimamikroskooppia. Nanokiteisen selluloosan muodostama kalvo oli erittäin tasainen, mutta selluloosananokuiduista valmistetuissa kalvoissa oli epäsäännöllisyyksiä.
Alafaasiin lisätyt Ca2+-ionit aiheuttivat nanoselluloosan silloittumista, mikä havaittiin pintapaineen jyrkempänä nousuna ja BAM-kuvissa näkyvänä pintarakenteena. Laminiinin tai kollageeni 4:n seostaminen nanoselluloosaan vaatii vielä olosuhteiden optimoimista. Kollageeni 1 sen sijaan muodosti kalvon nanokiteisen selluloosan kanssa. Työssä saatiin ensimmäistä kertaa muodostettua LS-kalvoja nanokuituisesta selluloosasta. Lisäksi tulokset proteiinien ja nanoselluloosan yhteiskalvoista ovat hyvin lupaavia mahdollisia solunkasvatussovelluksia ajatellen. Menetelmä näyttää toimivalta biomolekyylien ohutkalvojen jatkotukimuksia varten.
Kaikista kolmesta nanoselluloosamateriaaleista saatiin muodostettua kalvo pintaaktiivista ainetta apuna käyttäen. Ilman pinta-aktiivista ainetta kalvonmuodostus ei onnistunut. Kalvoja tutkittiin käyttäen Brewsterin kulma -mikroskooppia, tunnelointimikroskooppia ja atomivoimamikroskooppia. Nanokiteisen selluloosan muodostama kalvo oli erittäin tasainen, mutta selluloosananokuiduista valmistetuissa kalvoissa oli epäsäännöllisyyksiä.
Alafaasiin lisätyt Ca2+-ionit aiheuttivat nanoselluloosan silloittumista, mikä havaittiin pintapaineen jyrkempänä nousuna ja BAM-kuvissa näkyvänä pintarakenteena. Laminiinin tai kollageeni 4:n seostaminen nanoselluloosaan vaatii vielä olosuhteiden optimoimista. Kollageeni 1 sen sijaan muodosti kalvon nanokiteisen selluloosan kanssa. Työssä saatiin ensimmäistä kertaa muodostettua LS-kalvoja nanokuituisesta selluloosasta. Lisäksi tulokset proteiinien ja nanoselluloosan yhteiskalvoista ovat hyvin lupaavia mahdollisia solunkasvatussovelluksia ajatellen. Menetelmä näyttää toimivalta biomolekyylien ohutkalvojen jatkotukimuksia varten.