Surface Acoustic Wave (SAW) Biosensors to observe the formation of conditioning films

Biofilme können in technischen Systemen zu Beschädigungen oder Beeinträchtigungen der Leistung des Systems führen. In der Humanmedizin können sie zu Infektionen an Kathetern und Implantat-oberflächen führen. Biofilme bilden sich an Phasengrenzflächen. Der erste Schritt in der Entstehung eines Biofilms ist die Bildung eines "Conditioning"-Films aus Substanzen des umgebenden Mediums. Ein zur Beschichtung von Implantaten eingesetztes Polymer ist Parylen C. Auf akustischen Oberflächenwellen, englisch: surface acoustic wave (SAW), basierende Sensoren zeigen bei Änderungen der Eigenschaften ihrer aktiven Oberfläche eine Änderung ihrer Resonanzfrequenz. Im Rahmen dieser Arbeit wurde überprüft, ob sich SAW-Sensoren zur Echtzeitbeobachtung der Bildung von "Conditioning"-Filmen eignen. Als Vergleichssystem wurden Schwingquarze, englisch: quarz crystal microbalances (QCM), gewählt, da diese ebenfalls gravimetrischen Sensoren bereits zur Beoabachtung von "Conditioning"-Filmen eingesetzt werden. Sensoren beider Systeme wurden mit Parylen C beschichtet und jeweils mit drei relevanten Proteinen des menschlichen Blutplasmas beprobt. Es konnte gezeigt werden, dass sich auf akustischen Oberflächenwellen basierende Sensoren zur Beobachtug der Adsorption von Plasmaproteinen auf Parylen C eignen. Zudem konnten auf SAW-Sensoren reproduzierbar Charakteristiken in den Kurvenverläufen beobachtet werden, welche beim Vergleichssystems nicht sichtbar waren.Biofilms can destroy parts of technical systems or decrease their efficiency. Infections at the surfaces of medical devices, like catheters or implants, can also result from biofilm formation. Biofilms occur at solid-liquid interfaces. The first step in the formation formation of a biofilm is the formation of a conditioning film by compounds of the liquid phase. Parylene C is a polymer that is often used as a biocompatible coating for implants. The resonance frequency of surface acoustic wave (SAW) sensors changes, if the conditions at their active surfaces change. The topic of this thesis was to show, if SAW-sensors can be used to observe the formation of a conditioning film in real time. As reference system quarz crystal microbalances (QCM) were selected, because these sensors were used to observe conditioning film formation before. Sensors of both systems were used to observe the adsorption of three proteins, that are part of human plasma, on parylene C coated surfaces. It could be shown, that surface acoustic wave sensors can be used to observe the formation of conditioning films on parylene C in real time. Furthermore, SAW-sensors allowed the reproducible observation of signal characteristics, which could not be observed with the QCM-sensors