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Surface characterization of Escherichia coli-imprinted polymers with Raman microspectroscopy
Felix Thier
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Peter Lieberzeit
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21481.09054.481853-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wurden molekular geprägte Polymere (MIP) für die Detektion von Escherichia coli (E. coli) synthetisiert und deren Oberflächen mittels Raman Mikroskopie und multivariater Datenanalyse charakterisiert. Molekular geprägte Polymere auf einer Quarzkristall-Mikrowaage (QCM) können zum Nachweis von E. coli in Wasserversorgungen eingesetzt werden, um deren Kontaminationsgrad und Sicherheit zu evaluieren. Verschiedene Polymersysteme wurden synthetisiert, wobei das Co-Polymer aus Styren und Divinylbenzol die vielversprechendsten Resultate lieferte. Partial Least Squares – Diskriminanzanalysen (PLS-DA) wurden modelliert, um minimale Unterschiede in den entsprechenden Raman-Spektren zu erfassen, welche mittels optischer Interpretation nicht zugänglich wären. Dadurch konnten vier verschiedene Bakterienspezies auf der MIP Oberfläche klassifiziert werden. Topografische Oberflächenanalysen wurden mittels Raman Imaging und multivariater Bildanalyse realisiert, unterstützt durch Rasterkraftmikroskopie (AFM). Dadurch konnten Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der MIP Oberfläche vor und nach der Verwendung mit E. coli aufgestellt werden. Die Selektivität des MIP für E. coli gegenüber anderen Bakterien wurde mittels PLS-DA erfasst. Erste Untersuchungen mit oberflächenverstärkter Raman Spektroskopie zur Erleichterung der Oberflächenanalyse wurden durchgeführt.
Abstract
(Englisch)
Molecularly imprinted polymers (MIPs) on a quartz crystal microbalance (QCM) can be used for the detection of Escherichia coli (E. coli) contaminations in aqueous samples for investigations concerning water quality and safety. In this thesis, E. coli-imprinted polymers were characterized using Raman microscopy and multivariate data analysis. Different polymer systems were synthesized, with E. coli-imprinted styrene-co-DVB providing the most promising results. Partial Least Squares – Discriminant Analysis (PLS-DA) models were established to access subtle differences in Raman spectra that cannot be registered by visual interpretation only. Thereby, four different bacteria species could be classified via their spectra on the MIP surface. Topographical surface characterization of E. coli-imprinted styrene-co-DVB was realized via Raman imaging and multivariate image analysis, accompanied by Atomic Force Microscopy (AFM), allowing conclusions of the nature of the surface prior and after the use of the MIP for the binding of bacteria. Selectivity of the MIP towards E. coli was investigated via PLS-DA on image scans including other bacteria. First attempts of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) were applied to facilitate the differentiation of the respective surface components.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
Molecularly imprinted polymers Escherichia coli bacteria Raman Microscopy Raman Spectroscopy Multivariate Data Analysis Chemometrics Partial Least Squares - Discriminant Analysis Surface-enhanced Raman Scattering Surface characterization
Schlagwörter
(Deutsch)
Molekular geprägte Polymere Escherichia coli Bakterien Raman Mikroskopie Raman Spektroskopie Multivariate Datenanalyse Chemometrie Partial Least Squares - Discriminant Analysis SERS Oberflächencharakterisierung
Autor*innen
Felix Thier
Haupttitel (Englisch)
Surface characterization of Escherichia coli-imprinted polymers with Raman microspectroscopy
Paralleltitel (Deutsch)
Oberflächencharakterisierung von Escherichia coli-geprägten Polymeren mittels Raman Mikrospektroskopie
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
II, 86 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Peter Lieberzeit
Klassifikationen
35 Chemie > 35.22 Physikalische Chemie: Sonstiges ,
35 Chemie > 35.25 Spektrochemische Analyse ,
35 Chemie > 35.39 Analytische Chemie: Sonstiges
AC Nummer
AC15351098
Utheses ID
49086
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |
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