Röntgenkleinwinkelstreuanlage
Final Report Abstract
Das Gerät wurde gemeinsam vom Institut für Partikeltechnik und dem Institut für Pharmazeutische Technologie der TU Braunschweig beschafft und wird gemeinsam betrieben. Am Institut für Partikeltechnik wird das Gerät insbesondere im Forschungsbereich Nanomaterialien angewandt. Ein Schwerpunkt ist dabei die Nachverfolgung von Wachstumskinetiken von Metalloxid-Nanopartikeln. So konnte beispielsweise durch Abgleich von ermittelten Partikelgrößen aus der Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) mit Daten aus der Röntgenpulverdiffraktometrie und der Transmissions-Elektronenmikroskopie gezeigt werden, dass Eisenoxid-Nanopartikel je nach verwendetem Reaktionsmedium völlig unterschiedliche Bildungsmechanismen besitzen. Während in Benzylalkohol ein klassischer Nukleationsmechanismus zur Partikelbildung führt, konnte in Triethylenglycol ein Sol-Gel-artiger Mechanismus unter Ausbildung und folgender Kompaktierung einer netzwerkartigen Struktur bewiesen werden. In einer anderen Arbeit wurde die Bildung einzigartiger Mangan-Zink-Ferrit-Kleeblattstrukturen mittels SAXS am beschafften Gerät nachverfolgt, wobei – zusätzlich unterstützt durch die Transmissions-Elektronenmikroskopie – ein Mechanismus des oriented attachment gezeigt wurde. Die Bildung von Titandioxid- und Zirconiumdioxid- Nanopartikel ist Gegenstand weiterer Projekte; hier konnte das Gerät insbesondere zur Bestimmung des genauen Zeitpunktes der Partikelbildung – und des Beweises dass bis zu diesem Zeitpunkt keine Nanopartikel in der Reaktionsmischung vorhanden waren – genutzt werden. Am Institut für Pharmazeutische Technologie wurden Messungen im Röntgenklein- und -weitwinkelbereich dazu genutzt, den Einfluss des Herstellungsverfahrens und der Zusammensetzung auf kolloidale/nanostrukturierte Arzneistoffapplikationssysteme, z.B. auf die Struktur von (dispergierten) flüssigkristallinen Phasen auf Basis von Monoolein, zu untersuchen. SAXS Untersuchungen an nanodimensionierten Vorstufen von als Adjuvanzien in der Impfstoffentwicklung eingesetzten ISCOMs (immunstimulierenden Komplexen) zeigten in Verbindung mit transmissionselektronenmikroskopischen Ergebnissen helikale und ringförmige Assoziationsstrukturen, deren molekulare Feinstruktur modelliert wurde. Darüber hinaus wurden lipidbasierte mikropartikuläre Trägersysteme hinsichtlich ihrer kristallinen und flüssigkristallinen Strukturen mittels Röntgendiffraktion im Weitwinkel- und Kleinwinkelbereich (WAXD und SAXD-Messungen) am beschafften Gerät charakterisiert.
Publications
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