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Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Experiment zur Laserfallen-kontrollierten Mikroelektrophorese aufgebaut und getestet, das zeitaufgelöste Messungen des Oberflächenpotentials an einzelnen kolloidalen Teilchen ermöglichte. Mit dieser Methode konnte im folgenden die Enzymkinetik von Phospholipase C mit einer bisher nicht erreichten Zeitauflösung von ca. 1 sec gemessen werden. Dazu wurden Silika-Kugeln mit einem Radius von 500 nm mit einer Lipidmembran aus neutralem Phosphatidylcholin und dem negativ geladenen Substrat Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphat (2%) beschichtet und die Änderungen des Zetapotentials durch eine kleine Zahl von membran- gebundenen Enzymen als Funktion der Zeit aufgenommen. Die eingesetzten Konzentrationen von Phospholipase C lagen dabei im nanomolaren Bereich. Des weiteren wurde das Aggregationsverhalten von DNA/Polylysin- Komplexen mit quantitativer Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Aus der gemessenen Größenverteilung konnte die Zahl der Plasmide pro Komplex bestimmt werden. Die Verteilungsfunktion der kolloidalen Aggregation von DNA/Polylysin-Komplexen zeigte dabei ein dynamisches Skalenverhalten. Außerdem wurde ein signifikanter Effekt von Lungen-Surfactant (Alveofact) auf das Aggregationsverhalten der Komplexe beobachtet. Die Messungen zur inneren Stabilität und Packungsdichte der Komplexe erfolgten mit der Methode des Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfers in einem Spektrometer. Damit konnte die Kondensation der DNA und die Dissoziation von Komplexen durch monovalente Ionen und anionische Polymere bestimmt werden. Microelectrophoresis was combined with laser trap technology to monitor the surface potential of single colloidal particles as a function of time. This method was employed to measure the enzyme kinetics of phospholipase C (PLC) with a time resolution of approximately 1 sec. Silica-beads with 500 nm radius were coated with a phospholipid bilayer composed of electrically neutral phosphatidylcholine and the negatively charged substrate phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (2%). Changes in the zetapotential are caused by a few membrane bound enzymes. The coated beads were exposed to different PLC- concentrations in the nanomolar regime. Besides, quantitative fluorescence microscopy was applied to investigate the aggregation behaviour of DNA/polylysine complexes under different conditions. The number of plasmids per complex was determined with image processing by analyzing the intensity distribution of fluorescently labelled complexes. The distribution function of the colloidal aggregation process showed dynamic scaling. In the presence of lung surfactant (alveofact) a significant effect on the aggregation behaviour of DNA/polylysine complexes was observed. Furthermore, fluorescence resonance energy transfer was used to study the stability and packing density of DNA/polylysine complexes under the influence of monovalent ions and anionic polymers.

The application of several electrokinetic measurement techniques - microelectrophoresis, acoustophoresis and streaming potential measurement - is discussed with respect to the ceramic processing. Examples for the electrokinetic characterization of silicon nitride and oxide sintering additives are presented. The pH of the aqueous suspension as well as the type and the concentration of organic additives (deflocculants) strongly influence the electrophoretic mobility and therefore the stability of the suspended particles. For example the surface charge of yttriumoxide at pH equal 9 alters from positive charge to negative charge by adding a polyelectrolyte deflocculant to the suspension.