Techniki próżniowe (ex situ)
Oddziaływanie promieniowania X z materią rearrangement X-ray photon X-ray emission b) rearrangement a) photoemission photoelectron Auger electron c) Auger/X-ray emission a) Absorbcja energii promieniowania X prowadzi do emisji elektronu z powłoki wewnętrznej zwanego fotoelektronem. Energia wyemitowanego fotoelektronu jest proporcjonalna do energii promieniowania X. b) Następuje przejście elektronu z wyższych powłok do powłoki wewnętrznej. c) Wydziela się nadmiar energii, który zostaje zużyty na emisję elektronu z wyższego poziomu, zwanego elektronem Auger a, lub energia ta jest wyemitowana jako fotony X, zwane fluorescencją rentgenowską. Energia elektronu Auger a jest niezależna od promieniowania X.
Informacje zawarte w energii fotoelektronu Elektron walencyjnyniska energia wiązania, mała gęstość elektronowa Elektron wewnętrzny- wysoka energia wiązania, duża gęstość elektronowa Energia fotoelektronu jest zależna od zajmowanej powłoki, oraz od chemicznego sąsiedztwa Energia wyemitowanego fotoelektronu zawiera informacje wynikające z sąsiedztwa, czyli informacje o stopniu utlenienia, a więc i rodzaju wiązań chemicznych
XPS
Zależność en. od powłoki
Widma pierwiastków i Au
Przesunięcia chemiczne E B X-ray: h + I I = E M - E + M Teoremat Koopmansa i obliczenia metodą Hartree-Fock a : I = E B,K W rzeczywistości obserwuje się przesunięcia energii wiązań I = E B,K - K Źródła rozbieżności: 1. Orbitale w M + nie są takie same jak w M; reorganizują się, r. 2. Elektron porusza się w zależności od innych elektronów, jest korelacja ruchu, c. 3. Energie orbitali podlegają efektowi relatywistycznemu, rel. E B,K = - K - r - c - rel Dzięki dyskutowanym różnicom jest możliwe zastosowanie techniki XPS do badania różnic energii wiązań wynikających z różnego sąsiedztwa atomowego
Ważność przesunięć chemicznych dla związków organicznych (biologia, chemia, biofizyka) Związki nieorganiczne: metale i niemetale Bardzo duża różnorodność atomów, a więc i duże różnice energii związane z różnymi pierwiastkami. Związki organiczne: głównie węgiel i wodór i co nieco tlenu, azotu i siarki Niewielka różnorodność atomów, rozróżnienie np. węgla w danym otoczeniu od węgla w innym otoczeniu możliwe tylko na podstawie badania przesunięć chemicznych czyli małych różnic energii.
Przesunięcie chemiczne /ev Energia wiązania 2p /ev Zastosowanie przesunięć chemicznych Zmiana energii wiązania e - orbitalu 1s siarki w zależności od stopnia utlenienia Zmiana energii wiązania e - orbitalu 2p siarki w organicznych i nieorganicznych związkach siarki 8 170 4 166 0-4 -4 0 4 8 162 158-1 0 1 2 Stopień utlenienia Ładunek Dane z pracy: Siegbahn, et al., Nova Acta R. Soc.Sci.Upsaliensis, Ser. IV, 20 (1967) 5
Przesunięcia chemiczne organika-nieorganika Sąsiedztwo: różne środowisko atomowe Wzrost energii wiązania ze wzrostem elektroujemności otoczenia Ładunek: różny stopień utlenienia tego samego atomu
Widma związków O-C
Analiza powierzchni polimeru: Poly(ethylene tetraphthalate) - PET Rozróżnienie sąsiedztwa chemicznego 2 3 -(-O-C- 1 -C-O-CH 2 -CH 2 -)- = 3 = 1 O O 1 2 2 2 n C 1s region C(1) 285.0eV 61 at% C(2) 286.5eV 21 at% C(3) 289.2eV 18 at% C1 O2 O1 O 1s region O(1) 530.8eV 49 at% O(2) 532.1eV 53 at% C2 C3
Związki heteroorganiczne
Rozróżnienie polimeru PEDOT od PSS Spektrum S 2p PSS PEDOT
Typical binding energies for C 1s photoemission peaks from organic materials functional group binding energy (ev) hydrocarbon C-H, C-C 285.0 amine C-N 286.0 alcohol, ether C-O-H, C-O-C 286.5 fluorocarbon C-F 287.8 carbonyl C=O 288.0 2F bound to a carbon -CH2CF2-290.6 3F bound to a carbon -CF3 293-294 Typical chemical shifts for O 1s photoemission peaks from organic materials functional group binding energy (ev) carbonyl -C=O, O-C=O 532.2 alcohol, ether -O-H, O-C-O 532.8 ester C-O-C=O 533.7
Schemat spektrometru XPS
Budowa nowoczesnego spektrometru XPS Outer hemisphere of HSA I 2 5 Spherical mirror analyser (SMA) 4 Hemispherical analyser (HSA) Delayline detector I 1 soczewka dająca powiększony obraz fotoelektronów I 2 soczewka dopasowująca obraz fotoelektronów zależnie od energii przejścia E 0 Zmienne wzmocnienie detektora od<5x do >100x Field of View na próbce od >2mm do <100mm Rozdzielczość boczna<1mm X-Ray X-ray 1 Objective lens Charge neutraliser Magnetic lens I 1 2 Selected area aperture Co-axial charge neutraliser Sample 3 AXIS Ultra DLD (Kratos patents: Magnetic lens EP 0 243 060 B1, co-axial charge neutraliser EP 0 458 498 B1)
1. Źródło promieniowania X Promień monochromatora powinien być jak największy 250-500 mm Zabezpieczenie procesu monochromatyzacji przez chłodzone kryształy SiO 2, stosuje się do 14 kryształów Lampa X-ray: 400-750 W. Stosowane są też źródła synchrotronowe Możliwość regulacji mocy promieniowania X do badań próbek delikatnych
2. Soczewka magnetyczna ogniskowanie wiązki fotoelektronów na wejściu: większa czułość, mniejsze szumy photoelectrons aperture Ni Oxide Powder Magnetic flux lines Soczewka magnetyczna włączona iris sample coil pole piece Magnetic Lens Soczewka magnetyczna wyłączona Kratos Patent: EP 0 243 060 B1
3. Przestrzenna neutralizacja ładunku Sposób standardowy Sposób optymalny - Kratos Powierzchnia nie rozładowana X-ray Działo elektronowe X-ray Źródło elektronów Powierzchnia próbki Powierzchnia próbki 1) Electrons are thermionically emitted from the charge neutraliser filament. 2) Negative potential of the charge balance plate forces the charge neutralisation electrons towards the sample. There is no direct line of sight of the filament with the sample. 3) The low energy electrons are confined by the magnetic field of the magnetic immersion lens, following an oscillating path between sample and charge balance plate. 4) As sample develops a positive charge, charge neutralisation electrons are attracted to the surface. Kratos Patent EP 0 458 498 B1
3. Neutralizacja ładunku Próbki nieprzewodzące-organiczne Włókna drewna w pulpie papierniczej. Substancja wyjątkowo trudna do neutralizacji ładunku ( wysoka oporność i struktura gąbki) Zastosowanie nowoczesnej przestrzennej techniki neutralizacji ładunku umożliwia otrzymanie widma XPS o bardzo dobrej rozdzielczości. 800 microns C 1s spectrum from wood fibres 200 microns Za zgodą Kratos Co
4. Dwa analizatory lub analizator podwójny: obrazowanie i spektroskopia Podwójny analizator Zmienne pole obserwacji jest rejestrowane przez 2- dwuwymiarowy detektor po rozdziale w sferycznym analizatorze. Promień analizatora do spektroskopii: 165 mm Informacja z 64000 pixeli jest rejestrowana równocześnie. w 128 kanałach Zbieranie sygnału w czasie 100 1000 msec. Rozdzielczość 1 um Detektor CO,CN CF 2 CC,CH CF 3 CO,CN CC,CH
5. Detektor typu DLD Detektor DLD to po prostu płytka z dziurkami i umieszczony pod nią drucik w którym zbierane są elektrony przechodzące przez dziurki. Jakość detektora zależy od dokładności wykonania tych dwóch elementów oraz konwerterów elektronicznych koniecznych do przetwarzania pulsów ładunku w czasie TDC. Szybkość przepływu elektronów to 3*10 8 m/s. MCP Incident photoelectron arriving Amplifier and CFD Current pulse Signal 3*10 8 m/s 3*10 8 m/s Amplifier and CFD x delay line Electron signal increased by MCP Charge pulse incident on delay-line wire Reference Start pulse S Time x Start pulse First stop pulse Second stop pulse Stop 1 Start pulse for TDC arrives before either stop TDC Time difference between stops = 2 * S / c Stop 2 Sygnał wyjściowy z TDCs jest przetwarzany w 128 dyskretnych kanałach. CFD = constant fraction discriminator,tdc = time to digital converter
1. Analiza małych powierzchni Powszechne rozwiązanie Soczewki szerokokątne Rozwiązanie nowe Można stosować X-Ray o dużej intensywności Soczewki tele i specjalny analizator Zogniskowane X-ray Badane fotoelektrony Badane fotoelektrony Badany rejon Badany rejon Ogniskowanie fotonów jest znacznie trudniejsze niż cząstek naładowanych Zogniskowane X-ray Prawdobpodobnie analizowana jest zniszczona powierzchnia Pomiary z różnych miejsc: Co z powtarzalnością jeśli miejsca są różne chemicznie? Próba poprawy, ale ogniskowanie traci sens ponieważ analizowana powierzchnia zaczyna znowu być bardzo duża.
Stężenie Atomic Concentration (%) Profilowanie głębokościowe Trawienie jonowe Ar + Zakres: nm do µm Sample Native oxide on Si wafer 50 45 40 O 1s 35 C 1s Si Oxide 30 Si Metal 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Głębokość Angle (degree)
CF 3 relative concentration (%) CC,CH CF 3 CF 2 C=O/CF CF 2 C=O/CF C=O/CF C-O/C-N CC,CH C-O/C-N CC,CH C=O/CF C-O/C-N C-O/C-N CC,CH Analysis of polymers representative C 1s spectra as a function of position from the end of the tube bulk polymer end Carbon chemical state line scan 70 60 CF 2 plasma treated end 50 40 30 20 C 1s CC,CH C 1s C-O/CN C 1s CF/C=O C 1s CF2 C 1s CF3 CF 3 CF 3 CF 2 10 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 distance / um Analysis position Atomic Conc n % Fluorine Oxygen Nitrogen Carbon Silicon Point 1 45.87 4.66 1.74 45.34 2.39 Point 2 27.33 9.87 6.11 50.07 6.72
Profilowanie głębokościowe: XPS zmiennokątowe (Angle Resolved XPS- ARXPS) Możliwy zakres od angstremów Nano technologia
ARXPS Model obliczania intensywności wiązki fotoelektronów wychodzących z próbki ij inelastic mean free path (IMFP) or attenuation length Definition: głębokościowa funkcja dystrybucji fotoelektronów, (z, θ, n) reprezentuje średnie prawdopodobieństwo, wyjścia z próbki fotoelektronu wytworzonego na głębokości w kierunku analizatora znajdującego się pod kątem θ bez straty energii
Główne modele rekonstrukcji profili głębokościowych 1. Model zespolony (Compound model-maximum Entropy Method) Uwzględnia różnicę IMFP* pomiędzy składnikami, szacuje IMFP w każdej warstwie poprzez wagę jej wartości, gęstości atomowe są obliczane na podstawie wartości dla czystych Substancji. Model najbardziej rozbudowany Teoretycznie, wymagana znajomość wielu stałych i użycie wielu standardów. Trudny do powszechnego zastosowania w laboratoriach. 2. Model standardowy z poprawką współczynników emisji (Standard model with density corrected emission factors-maximum Entropy Method) Zakłada eksponencjalną zmianę intensywności z głębokością i stały IMFP, zmianę IMFP ze zmianą składu jako tzw. korekcję współczynników emisji, wprowadza względne współczynniki emisji (relative sensitivity factors, RSF), uwzględnia heterogeniczność. Maximum Entropy Method (MEM)?????? Model standardowy z poprawkami współczynników na stężenie fotoelektronów w zależności od zmiany stężenia atomowego. Łatwy w użyciu. 3. Model standardowy (Standard model) Zakłada eksponencjalną zmianę intensywności z głębokością i stały IMFP, używa wartości IMPF dla głównego związku, czyli homogeniczność. Model standardowy. Obecnie najczęściej stosowany. *IMFP- Inelastic Mean Free Path
Mathematical and statistical methods 7. used by Maximum Entropy Method (MEM) 1. The necessary condition for the consistency of experimentally measured data with the MEM model (successful fit) is that the Laplace transform of the compositional depth profile (LTCDP) calculated from the experimentally measured normalised intensity is a monotonically decreasing function for all measured elements. Algorithm has to allow for calculation for non monotonic dependencies. 2. Algorithm fits the measured data using the Bayesian statistics. 3. The overall probability of the reconstructed depth profile is evaluated from the following contributions:- Gaussian likelihood of the normally distributed experimental data for the proposed reconstruction profile n. 4. Entropic prior model probability which includes the parameter called regularisation constant" by analogy with the statistical regularisation theory. 5. Algorithm implementation by calculation of Laplace transform of compositional depth profile is integrated into the MEM solver program allowing immediate check on the consistency of the data. The MEM solver performs the depth profile reconstruction according to the procedure described in papers by Livesey and Smith. 6. The exponential attenuation of the photoelectron signal (Beer-Lambert law) 7. The semi- like regularization theory, with the strategiy proposed for selecting the optimum value. This are based on number of degrees of freedom of the noise (NDF of noise) or of the parameters (NDF of parameters) fitted in the ARXPS depth profile: N = Nangles Nelements = NDF of noise + NDF of parameters. 8. Shirley background is be determined by Monte Carlo simulation of peak area fit.
Testowanie algorytmu: Model standardowy z poprawką współczynników Skład próbek testowych Sample 1 (S1) Test sample Sample 1 (S1) Sample 2 (S2) Layer composition C 0.3 SiO 2 6.2 Thickness [nm] Si substrate C 0.4 SiO 1.9 /N 0.1 0.6 SiO 1.7 /N 0.3 0.6 SiO 1.5 /N 0.5 0.6 SiO 1.3 /N 0.7 0.6 Model zespolony Model standardowy z poprawkami, heterogeniczny Model standardowy, homogeniczny SiO 1.1 /N 0.9 0.6 Si substrate Rozkład rzeczywisty Porównanie zależności składów atomowych obliczonych z trzech modeli na podstawie tych samych wyników doświadczalnych. Linia kropkowana: skład rzeczywisty Porównanie zależności stężeń obliczonych z trzech modeli na podstawie tych samych wyników doświadczalnych. (d) Stężenia rzeczywiste Sample 2 (S2) Porównanie zależności składów atomowych obliczonych z trzech modeli na podstawie tych samych wyników doświadczalnych. Linia kropkowana: skład rzeczywisty
Atomic Atomic Concentration Concentration (%) (%) Fe containing SAM Film MEMs Depth Profile Reconstruction MEMs Depth Profile Reconstruction 100.0 30.0 90.0 25.0 80.0 70.0 20.0 60.0 50.0 15.0 40.0 10.0 30.0 Fe 2p Fe 2pN 1s N 1s O 1s C 1s Si 2p Powierzchnia Wzrost głębokości 20.0 5.0 10.0 Si Oxide Si Metal 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 0.5 1.0 1.0 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 Depth Depth (nm) (nm) 32
Atomic Concentration (%) Banana molecules containg film MEMs Depth Profile Reconstruction Określenie położenia cząsteczki 16 MEMs Depth Profile Reconstruction Sample A *5 Sample B *5 14 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Depth (nm) Substrate Sample A Substrate Sample B
Relative Atomic Concentration (%) HfO2 Sample ARXPS: MEMs Depth Profile Reconstruction The depth profile reconstruction was clearly able to separate the depth distribution of Hafnium and Oxygen on Si substrate. According to the MEMs reconstructed depth profile data shown below, the adventitious carbon layer is localised in the top 1 nm of the sample surface followed by hafnium MEMs Depth Profile Reconstruction layer (~1.5 nm thick). 100 90 80 70 60 50 40 30 Hf 4f Si2pOx Si2pEl O 1s C 1s 20 10 0 0 2 4 6 8 10 Depth (nm)
Kątowe badania głębokościowe SiO 2 /Si 0 deg. Bulk sensitive Si 45 deg. Si SiO 2 SiO 2 60 deg. Si 75 deg. Surface sensitive SiO 2 SiO 2 Si
Badanie składu w zależności od konstrukcji <10 nm Cienki film Filmy wielowarstwowe Powierzchnia niejednorodana Badania kątowe Angle resolved XPS Si2p 5 o Badania z trawieniem jonowym Depth profile Ga 2p Pomiary równoczesne Parallel imaging Selected area spectroscopy 11 o 17 o 23 o 34 o
Analiza głębokościowa Film TiN/SiO 2 na Si Profile głębokościowe umożliwiają uzyskanie pełnej informacji chemicznej oraz tej dotyczącej grubości warstw Si SiO 2 TiN Si SiO 2
Pt Przykład analizy
Zależność od głębokości
Surface Treatment of Cell Tissue Scaffolds as Analysed by the Axis Ultra DLD Simon Hutton, Kratos Analytical, The following example has been kindly provided by Prof. Morgan Alexander, University of Nottingham, UK. Cells form tight spheres do not spread across the surface of the polymer Cells displayed in grey Cell scaffolds have been devised as a means to promote tissue growth in 3 dimensions. Expanded poly(lactic acid) (PLD) has been investigated as a possible material for cell scaffolds. The polymer has the advantage of been biodegradable which would allow successfully developed tissues to ingest the scaffold after formation. The following presentation describes the surface modification of the PLA scaffolds to make them more suitable as cell supports and how these surface changes can be monitored using the Axis Ultra DLD. Optical microscope view of cells on polymer surface Problem, cells do not readily adhere to the polymer or grow inside the porous 3D structure. Cells form tightly packed spheres on the outer surface of the scaffolds indicating a low affinity for the PLA polymer surface. This makes the scaffolds Cells unsuitable displayed for tissue in grey growth applications. The surface chemistry of these materials must be altered to promote cell adhesion and growth. Barry et al., Advanced Functional Materials 15 (7) pp 1134-1140. School of Pharmacy
XPS of Surface Deposits XPS analysis was performed on the outer surface of the untreated PLD scaffold and the plasma treated scaffold. The C 1s narrow region scans recorded at high resolution are shown below. It is evident from the C 1s envelopes that the treatment caused a significant change in the surface chemistry. New peaks arising from C-N functionalities were incorporated and the proportion of acid groups (-C(=O)-O) and ether groups (-O-C(CH 3 )-) were reduced. XPS of the N 1s region revealed the presence of nitrogen in two chemical states, amine and protonated amine groups. Untreated PLD Scaffold Plasma treated PLD Scaffold (ppaam) School of Pharmacy
% Nitrogen Composition SEM of murine 3T3 fibroblasts cultured for 24 hours on treated and untreated scaffold The next task was to investigate cell growth on the scaffold surface. Murine 3T3 fibroblasts were cultured for 24 hours on treated and untreated scaffolds. Cell growth on the exterior and centre of sectioned scaffolds was then observed using a SEM. On the exterior of the untreated PLA scaffold cells formed tight spheres and did not spread across the surface (A). No cells were detected in the centre of untreated scaffolds (E). Cells on the exterior of the ppaam treated scaffolds formed large lamella structures spreading across the scaffold surface (D). These types of structure were also observed in the centre of ppaam 15.0 treated scaffolds (F). Exterior Centre PLA PLA ppaam 12.5 10.0 The Allylamine plasma treatment incorporated nitrogen into the surface region of the scaffold material. As this element was absent from the pure untreated PLA scaffold it was used as a marker element to track the penetration of the treatment into the scaffold interior. 7.5 5.0 2.5 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Edge Edge ppaam grafted Cells have assumed characteristic fibroblast morphology on ppaam surfaces 1mm School of Pharmacy
Kratos application note: XPS of medical textiles a) Good PEG coverage b) Poor PEG coverage C-O C-C C-O C-C O-C=O C=O XPS spectrum from PEG-coated PP C=O O-C=O Overlay of C-C and C-OI chemical state images from a PEG-based coating on a PP mesh. Green regions = good coating coverage (C-O), red regions = poor coating coverage (C-C). Image dimensions = 0.8 x 0.8 mm. Polymer meshes, such as polypropylene and polyester, are used for the surgical repair of hernias and other soft tissue defects. Although the use of mesh material has led to a widely accepted improvement in this kind of surgery, their implantation can be associated with serious infection rates. In order to reduce the infection rates of such meshes, their surface properties have to be improved. The application of low pressure and atmospheric pressure plasmas for the functionalisation and coating of textile surfaces is growing in importance. The key areas of plasma process activity for new textile products include the production of repellent surfaces to prevent/limit the adhesion of biofilms/bacteria e.g. for surgical and hygiene applications. Here we illustrate the usefulness of XPS for investigating the integrity of a PEG (polyethylene glycol) plasma coating on a PP (polypropylene) mesh.
Nanocomposite hydroxyapatite formation on a Ti 13Nb 13Zr alloy exposed in a MEM cell culture medium and the effect of H2O2 addition, M.A. Baker, S.L. Assis, O.Z. Higa, I. Costa, Acta Biomaterialia 5 (2009) 63 75 Peak-fitted Ti 2p region for the as-received Ti 13Nb 13Zr alloy. Titanium alloys are known to nucleate an apatite layer when in contact with simulated body fluid. This improves the bioactivity of titanium implants and accelerates osseointegration. Promoting the formation of hydroxyapatite on biocompatible metals is, therefore, a very important topic of biomaterials research. In this paper, the formation of hydroxyapatite (HA) on the near-b Ti 13Nb 13Zr alloy by immersion in minimal essential medium (MEM), with and without H2O2 addition, has been studied using electrochemicals methods, scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The in vitro biocompatibility of this alloy was evaluated by cytotoxicity tests.
Nanocomposite hydroxyapatite formation on a Ti 13Nb 13Zr alloy exposed in a MEM cell culture medium and the effect of H2O2 addition, M.A. Baker, S.L. Assis, O.Z. Higa, I. Costa, Acta Biomaterialia 5 (2009) 63 75 Peak-fitted O 1s region for the Ti 13Nb 13Zr alloy: (a) As received; (b) immersed in MEM solution for 72 h; (c) immersed in MEM + H2O2 solution for 72 h.
Application - Controlled Drug Delivery Codeine C 18 H 21 NO 3 PLA (C 3 H 4 O 2 ) n Codeine concentration can be determined by measuring the N concentration. Quantification of the drug concentration in eluting stents quantified by Coronene profiling and XPS analysis A. Rafati, M.C. Davies, A.G. Shard, S. Hutton, G. Mishra, M.R. Alexander, J. Controlled Release, 2009, 138, 40 44
Wt. % Codeine concentration (%) Codeine concentration profiles in PLA Codeine concentration as a function of depth 40 35 30 25 20 15 10 5 0 x10 0 20 40 60 80 100 120 Depth (nm) 28.6 wt. % Codeine 9 wt. % Codeine wt. % codeine x10 28.6% Nominal conc 9% Nominal conc 2.4% nominal concx10 Surface depletion of codeine in all three samples observed.
SAM-based cell transfer to photopatterned hydrogels for microengineering vascular-like structures Nasser Sadr, Mojun Zhu, Tatsuya Osaki, Takahiro Kakegawa, Yunzhi Yang, Matteo Moretti, Junji Fukuda, Ali Khademhosseini, Biomaterials 32 (2011) 7479-7490 XPS w biologii A major challenge in tissue engineering is to reproduce the native 3D microvascular architecture fundamental for in vivo functions. Current approaches still lack a network of perfusable vessels with native 3D structural organization. Here we present a new method combining self-assembled monolayer (SAM)-based cell transfer and gelatin methacrylate hydrogel photopatterning techniques for microengineering vascular structures. Human umbilical vein cell (HUVEC) transfer from oligopeptide SAM coated surfaces to the hydrogel revealed two SAM desorption mechanisms: photoinduced and electrochemically triggered Cell transfer and vascular construct generation schematic. (A) The oligopeptide CGGGKEKEKEKGRGDSP was chemically adsorbed onto a gold surface and seeded with HUVECs. SAM desorption from the surface resulted in cell detachment. XPS analysis revealed a change in the surface chemistry of SAM modified gold substrates exposed to PI&UV. Spectrum peaks of peptide constituents such as carbon, oxygen, and nitrogen decreased compared to the controls rinsed in PBS (Fig. 2B), with a calculated loss of surface mass concentration of 22.7% (carbon), 13.8% (oxygen), and 3.2% (nitrogen). These observations suggest that UV irradiation in the presence of PI can affect oligopeptide SAM coating on gold substrates, resulting in a partial desorption of the adsorber peptides XPS surface analyses show decreased oxygen, nitrogen and carbon peaks after PI&UV exposure. The used spectrometer for X-ray photoelectron spectra recording was a Kratos AXIS Ultra spectrometer with charge neutralizer. Oxygen (O1s), carbon (C1s), nitrogen (N1s), and gold (Au4f) spectra were obtained with a monochromatic Al Ka X-ray source (1486.6 ev).
Spektroskopia XPS wysokiej rozdzielczości elektronów walencyjnych Trudność: na orbitach walencyjnych gęstość elektronowa jest bardzo mała- mniejsze prawdopodobieństwo oddziaływań, czyli wielokrotnie mniejsza intensywność sygnału. Rozwiązanie: stosowanie soczewek magnetycznych, monochromatycznego źródła promieniowania X, oraz wysokoczułych detektorów. Przykład: 3 stereo izomery PBMA (polybutylmethacrylate) mają te same wzory strukturalne, ale różnią się chemicznie ze względu na konformację związaną z rotacją wokół wiązania pojedynczego. Wynik analizy XPS: Spektra elektronów wewnętrznych C 1s nie wykazują żadnej różnicy pomiędzy izomerami. Spektra elektronów walencyjnych pokazują wyraźne różnice pomiędzy izomerami. Technika XPS elektronów walencyjnych może więc służyć jako unikalna metoda do identyfikacji związków chemicznych, a jej wyniki mogą być przyjęte jako odciski palców danych związków. C 1s region