Herstellung von Wasser-in-Wasser Tropfen: Proof of Principle

Typische Öl-in-Wasser und Wasser-in-Öl Emulsionen sind heutzutage in vielen Produkten zu finden. Diese Art von Mischungen kann nur existieren, weil beide Phasen ineinander nicht mischbar sind und somit die eine Phase in der anderen dispergiert werden kann.

Für mehrere biotechnologische Anwendungen ist die Verwendung von Öl und Wasser Zwei-Phasen-Systeme nicht immer brauchbar, da die organische (Öl/Lösungsmittel) Phase nicht die optimale Umgebung für Zellen, Proteine oder Enzyme ist. Dieses Problem kann durch die Verwendung eines wässrigen Zwei-Phasen-System vermieden werden. Dieses System besteht aus zwei separaten Wasserphasen, die durch Auflösung bestimmter wasserlöslichen Polymere und Salze herstellbar ist.

Wässrige Zwei-Phasen-Systeme haben den Vorteil, dass sie extrem niedrige Oberflächenspannungen aufweisen, was für z.B. Proteinextraktion schonende Bedingungen bietet. Diese Eigenschaft ist aber auch ein Nachteil, wenn eine Phase in der anderen in Form von einzelnen Tropfen dispergiert werden muss. Wasser-in-Wasser-Tröpfchen können zum Beispiel für Mikrogel Synthese oder Bioseparationen eingesetzt werden.

Ziel dieser Arbeit ist die Anwendung einer in unserem Institut entwickelten Emulgierungsmethode mit wässrigen Zwei-Phasen-Systemen zu untersuchen. Diese Methode basiert auf die Tropfenherstellung durch Strangzerteilung innerhalb einer Hohlfasermembran.

Diese Diplom-/Masterarbeit besteht aus folgenden Aufgaben:

• Beschreiben einer für die Hohlfaseremulgierung geeigneten wässrigen Zwei-Phasen System
• Versuchsplanung und –durchführung für die Herstellung von wässrigen Tropfen in einem wässrigen Medium mit der oben beschriebenen Methode. Eine Parameterstudie soll dann die Machbarkeit mit dieser Methode nachweisen.
• Die Arbeit wird dann mit einer kurzen Literaturrecherche und der Dokumentation abgerundet.

Es erfolgt eine Einführung in die Thematik und vorherige Arbeiten. Erfahrung mit experimenteller Arbeit ist erwünscht aber nicht notwendig.

Mit dieser Arbeit wirst Du sowohl über wässrige Zwei-Phasen Systeme und Tropfenbildung lernen als auch Erfahrung in experimenteller Arbeit sammeln.