シリコンサーフェス上のシラン層：相互作用、安定性、およびタンパク質吸着への影響のメカニズム

この研究では、（3-アミノプロピル）トリエトキシシラン（APTES）シリコン表面との相互作用のメカニズムが分子レベルで調査されています。水性媒体の化学的特性、形態、および安定性の観点から、APTES層の品質に対する時間、温度、集中などの実験パラメーターの影響を研究しました。これは、最近開発された非常に敏感なIRモードを使用して達成されました。この手法は、形成されたAPTES層に関する構造情報を提供します。この層の地形は、水性培地の原子間力顕微鏡で調査されました。親水性は、接触角測定を使用しても研究されました。これらの手法を組み合わせることで、シラン移植のメカニズムについて議論することができます。反応温度、室温、または90°Cに応じて、かなりの違いが観察されました。データは、酸化シリコン層に異なる親和性を持つ2つの吸着部位の存在を示唆しています。これにより、最適なパラメーターを確立して、順序付けられた安定したシラン層を取得できます。APTES層へのタンパク質の吸着は、散逸モニタリングとex Situ GA-ATR分析を伴うin situ Quartz結晶微量バランスを使用して達成および監視されました。

In this work the mechanism of (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) interaction with silicon surfaces is investigated at the molecular level. We studied the influence of experimental parameters such as time, temperature, and concentration on the quality of the APTES layer in terms of chemical properties, morphology, and stability in aqueous medium. This was achieved using a highly sensitive IR mode recently developed, grazing angle attenuated total reflection (GA-ATR). This technique provides structural information on the formed APTES layer. The topography of this layer was investigated by atomic force microscopy in aqueous medium. The hydrophilicity was also studied using contact angle measurement. Combining these techniques enables discussion of the mechanism of silane grafting. Considerable differences were observed depending on the reaction temperature, room temperature or 90 °C. The data suggest the presence of two adsorption sites with different affinities on the oxidized silicon layer. This also allows the optimal parameters to be established to obtain an ordered and stable silane layer. The adsorption of proteins on the APTES layer was achieved and monitored using in situ quartz crystal microbalance with dissipation monitoring and ex situ GA-ATR analyses.