Stand der Technik Bisher sind Meßzetten bekannt, mit deren Hilfe das Zeta-Potential von z. B. Folien oder planparallelen Platten ermittelt werden kann (DD 2 13 513 ; DD 222 692).

Für kleinflächige Proben sind ebenfalls Meßzellen zur Bestimmung des Zeta- Potentials bekannt (DE 43 45 152 A1 oder DE 38 40 901 A1).

Diese bekannten Meßzellen haben jedoch den Nachteil, daß nur das Strömungspotential bzw. der Strömungsstrom gemessen werden und bei bekannter Druckdifferenz in bekannter Weise das Zeta-Potential berechnet werden kann.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mikro-Spaltzelle anzugeben, mit deren Hilfe es möglich wird, neben der Ermittlung des Zeta-Potentials an ebenen Flachen gleichzeitig mindestens einen weiteren Effekt meßtechnisch zu erfassen.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Mikro-Spaltzelle werden als Probenträger zwei ptanparallele Platten verwendet, wobei auf der Oberfläche beider planparalleler Platten das zu untersuchende Material in dünner Schicht aufgetragen ist. Beide Platten können beispielsweise von je einer justierbaren Fassung gehalten werden, wobei eine Fassung fest mit einem Gestell verbunden sein kann und die andere Fassung über eine Linearführung mit dem Gestell verbunden ist. Der Meßspalt zwischen den Platten kann mit Hilfe einer Differentialmikrometerschraube, die beispielsweise fest mit dem Gestell verbunden ist, eingestellt werden. Der Meßspalt wird durch zwei Dichtleisten abgedichtet. Die Dichtleisten können von beispielsweise je einem Pneumatikbalg, die alle mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden, an den Meßspalt angedrückt werden. Die Meßflüssigkeit wird durch je ein Metallröhrchen in den Raum zwischen den Dichtleisten und den planparallelen Platten zu-bzw. abgeführt. Über dem Meßspalt wird auf die Meßflüssigkeit eine Druckdifferenz aufgeprägt, so daß eine Strömung im Meßspalt entsteht. Das Strömungspotential wird an den Metallröhrchen, die gleichzeitig als Elektroden dienen können, abgegriffen und in bekannter Weise das Zeta-Potential berechnet.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, neben der Ermittlung des Zeta-Potentials gleichzeitig noch mindestens einen anderen Effekt meßtechnisch zu erfassen.

Dies kann beispielsweise die Ermittlung des Schichtdickenwachstums an der Oberfläche der Proben sein. Dazu wird an der Ausströmseite mit einem Durchflußmeßgerät die durch den Meßspalt fließende Menge an Meßflüssigkeit gemessen. Der Meßspalt wird mit Hilfe der Differentialmikrometerschraube auf eine Weite, vorteilhafterweise zwischen 1 um und 50 um, eingestellt, die es erlaubt, daß erwartete Schichtdickenwachstum der Probe durch eine entsprechende Änderung des Durchflusses meßtechnisch zu erfassen.

Weiterhin kann beispielsweise gleichzeitig die spezifische elektrische Leitfähigkeit der Probenoberfläche oder einer Adsorptionsschicht meßtechnisch erfaßt werden.

Auch ist gleichzeitig die Erfassung des Auftretens elektroviskoser Effekte in engen Strömungskanälen und die Erfassung des Adsorptionsprozesses unter definierten Transportbedingungen möglich.

Es ist ebenfalls möglich gleichzeitig den Einfluß der Oberflächenleiffähigkeit der Probe im Verhältnis zur Gesamtleitfahigkeit des Meßspaltvolumens zu ermitteln.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Dabei zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Mikro-Spaltzelle, bei dem der Meßspalt 6 quer geschnitten ist, und Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Mikro-Spaltzelle, bei dem in der Ebene des Meßspaltes 6 geschnitten ist.

Beispiel Auf die Oberflächen von zwei planparallelen Platten 1 wird ein dünner Polymerfilm aus Polystyren mit einer Schichtdicke vom ca. 100 nm durch ein Spin-Coating- Verfahren aufgebracht. Zwischen den Proben wird durch eine Differenzialmikrometerschraube 7 ein Meßspalt 6 mit einer Spaltweite von 1 pm eingestellt.

Auf den Probenträger wird ein hydrophober Fluorpolymerfilm in einer Schichtdicke von ca. 80 nm aufgebracht. Als Meßlösung wird eine Phosphatpufferlösung verwendet. Es werden bei variiertem Plattenabstand Strömungspotential und Strömungsstrom bei Druckdifferenzen zwischen 1 und 50 kPa bestimmt. Das Zeta- Potential wird aus Stömungsstrom-und Strömungspotentialmessungen über bekannte Gleichungen ermittelt. Aus der Variation des Strömungspotentials mit dem Plattenabstand bei Werten kleiner 30 pm wir die spezifische elektrische Leitfähigkeit der Polymeroberfläche bestimmt.

Dann wird der strömenden Pufferlösung ein globuläres Plasmaprotein (Fibrinogen) in einer niedrigen Konzentration von ca. 1 pg/ml zugesetzt. Bei einem Plattenabstand von weniger als 3 um kann dann aus den Meßwerten der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Adsorptionsprozeß des Proteins an die Polymeroberfläche in situ durch Änderung verschiedener Grenzschichteigenschaften charakterisiert werden. Die entsprechenden Parameter sind das Zeta-Potential, die spezifische Grenzschichtleitfähigkeit der Adsorptionsschicht und die hydrodynamische Schichtdicke der Adsorptionsschicht des Proteins. Die hydrodynamische Schichtdicke wird aus der Änderung des Volumenstromes der Meßlösung bei konstanter Druckdifferenz bestimmt. Durch die Adsorption des Proteins an der Polymergrenzfläche wird in diesem Fall das Zeta- Potential verringert, die spezifische Grenzschichtleiffähigkeit wird signifikant erhöht und die Schichtdicke der Adsorptionsschicht wächst auf ca. 50 nm.

Bezugszeichenliste Platten1planparallele 2 Plattenträger 3 Justiereinrichtung 4 Gestell 5Linearführung 6Meßspalt 7 Differentialmikrometerschraube 8 Kammern 9 Dichtung <BR> <BR> <BR> <BR> 10 Dichtleiste<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 11 Pneumatikbalg und-abführung12Meßflüssigkeitszu-