Kalium ist im menschlichen Körper ein wichtiger Blut- und Zellelektrolyt, welcher für viele Körperfunktionen, vor allem für die Muskel- und Nerventätigkeit, eine entscheidende Rolle spielt. Insbesondere bei Patienten mit chronischer Herz- oder Niereninsuffizienz ist die medizinische Erfassung der Blutkaliumkonzentration bei einer Behandlung mit Diuretika außerordentlich wichtig. Für eine bessere Überwachung wird im Zuge des Projektes die Entwicklung eines in vivo Sensors zur permanenten Registrierung der Blutkaliumkonzentration vorangetrieben. Ziel dieser Dissertation war die Entwicklung einer kaliumpermeablen Barrieremembran, welche das Sensorinnere vom äußeren Blutkreislauf abgrenzt. Dazu wurden zunächst kommerziell erhältliche Ultrafiltrationsmembranen aus Polyethersulfon (PES) verschiedener Hersteller bezüglich ihrer Eigenschaften untersucht. Dabei zeigte sich eine starke Abhängigkeit des ermittelten Kaliumflusses von der Membrandicke. Bedingt durch die Tatsache, dass es keine kommerziell erhältliche PES Membran mit adäquater Membrandicke sowie Größenausschlussgrenze (Cut-Off) gab, wurde eine eigene 45 µm dünne PES Membran mit einem Cut-Off von ca. 5 kDa basierend auf einer Nichtlösungsmittel induzierten Phasenseparation (NIPS Prozess) erfolgreich hergestellt. Zusätzlich wurde eine PES Membran der Firma Sartorius Stedim Biotech GmbH mit einem Cut-Off von 5 kDa als Referenzmaterial für die nachfolgenden Experimente ausgewählt. Bei der Herstellung eigener dünner Membranen aus PES zeigte sich eine sehr starke Abhängigkeit der Porengröße und der damit einhergehenden Wasserpermeabilität von der Zusammensetzung der Membrangießlösung. Das zunächst verwendete Polyethylenglykol (PEG) innerhalb der Gießlösung führte zu einer zu hydrophilen Protomembran und im Zuge dessen zu Membrandefekten. Die Substitution des verwendeten Polyethylenglykols durch Aceton führte zu deutlich homogeneren Membranen, deren Wasserpermeabilitäten immer näher an den Referenzwert der kommerziellen 5 kDa Membran von etwa 16 L/h m² bar heran reichten. Die Konzentrationsvariation von ebenfalls zugesetztem Lithiumbromid (LiBr) führte zu stark unterschiedlichen Membranstrukturen basierend auf der Komplexierung des Lösungsmittels N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) und einhergehender unterschiedlicher Viskosität der Gießlösung und verlangsamter Koagulationsgeschwindigkeit. Entsprechend dieser Ergebnisse wurde auf den Einsatz von LiBr in der Gießlösung zur Herstellung eigener Membranen verzichtet. Zur Verbesserung der Anti-Fouling Eigenschaften und zur Reduktion des Donnan-Effektes wurde eine nachträgliche Oberflächenmodifizierung der Membran vorgenommen. Dazu wurde ein Konzept verwendet, welches von einer schrittweisen UV-initiierten Oberflächenmodifizierung einer porösen PES Membran ausgeht. Dazu wurde in einem ersten Modifizierungsschritt eine amphotere Hydrogel-Ionenaustauscherschicht bestehend aus einem Copolymer von N,N-3-Dimethylaminopropylacrylamid (DMAPAA) und 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS) auf der Membranoberfläche gepfropft (p(DMAPAA-co-AMPS)). Der isoelektrische Punkt (IEP) dieser Schicht wurde dabei auf den pH Wert des Blutes (pH 7,4) eingestellt. Die Einstellung erfolgte dabei durch das molare Mischungsverhältnis der beiden Monomere, die Gesamtkonzentration sowie die UV- Belichtungszeit. Dabei konnte die Reproduzierbarkeit des IEPs dieser Hydrogel- Ionenaustauscherschicht durch Zetapotentialmessungen (ZP) nachgewiesen werden. In anschließenden Diffusionsexperimenten mit einer 10 mM Kaliumchlorid- (KCl) Lösung konnte der positive Effekt dieser Modifizierung bei Variation des pH-Wertes nachgewiesen werden. Die modifizierten Membranen besaßen im Vergleich zur unmodifizierten Basismembran nicht nur bessere Eigenschaften bezüglich der Kaliumdiffusion, sondern darüber hinaus auch eine verbesserte Fouling-Beständigkeit (Rf) von 0,6 beim Kontakt mit fötalem Kälberserum (fetal bovine serum, FBS) im Vergleich zu 0,35 für unmodifizierte Membranen. Um die Fouling-Resistenz der modifizierten Membran weiter zu steigern, wurde eine zusätzliche zwitterionische Schicht bestehend aus poly-3-Sulfopropyldimethyl-3-methacrylamidopropylammoniumhydroxid (pSPP) auf der bereits vorhanden ersten amphoteren Hydrogel-Ionenaustauscherschicht gepfropft. Dabei zeigte sich eine starke Abhängigkeit der Pfropfungsstärke (degree of grafting, DG) von der gewählten Photoinitiatorkonzentration sowie der UV-Belichtungszeit. Die Anti-Fouling Eigenschaften konnten erheblich verbessert werden und erreichten teils sogar Werte größer 1, was auf eine erhöhte Hydrophilie nach dem Fouling-Experiment zurückzuführen war. Gleichzeitig trat keine zusätzliche Verringerung der Kaliumdiffusion durch die zweite Modifizierungsschicht auf. Während der Analyse des Pfropfungsverhaltens von einer 1/1 Mischung von DMAPAA/AMPS auf verschiedenen kommerziellen Membranen mit unterschiedlichen Cut-Off Werten zwischen 1 und 300 kDa zeigte sich erneut die Abhängigkeit des IEPs von der Belichtungszeit. So driftete der IEP mit steigender Belichtungszeit stets zu höheren pH Werten, was auf einen vermehrten Einbau von DMAPAA in der amphoteren Hydrogel- Ionenaustauscherschicht hindeutet. Des Weiteren hatte auch die Porengröße der verwendeten Membranen einen Einfluss auf das Pfropfungsverhalten, da die Abhängigkeit des IEPs von der Belichtungszeit mit steigender Porengröße permanent geringer wurde. So stieg der IEP bei einer 1 kDa PES Membran von 4,4 auf 6,2 bei einer Verlängerung der Belichtungszeit von 15 auf 30 min. Dem gegenüber erhöhte sich der IEP bei einer 300 kDa PES Membran von 6,6 auf nur 6,9 bei gleichen Belichtungszeiten. Bei der Verwendung von amphoteren Hydrogel-Ionenaustauscherschichten mit einem IEP von pH = 6 auf einer kommerziellen PES 100 kDa Membran zur Separation von Albumin (bovine serum albumin, BSA) und Myoglobin (Myo) zeigte sich eine starke Abhängigkeit des Myoglobinrückhaltes vom eingestellten pH-Wert. Bei einem pH-Wert von 4,8 waren sowohl die Membran als auch das Myoglobin netto positiv geladen, wodurch der Rückhalt zwischen 60 - 80 % betrug. Bei einem pH-Wert von 7 (IEP von Myoglobin) dagegen war die Membran netto negativ geladen, dass Myoglobin hingegen netto neutral, sodass der Rückhalt nur noch 20 - 30 % betrug. Eine vergleichbare Tendenz bei dem Rückhalt von BSA konnte andererseits nicht ermittelt werden, da der BSA Rückhalt zum Großteil auf Größenausschluss beruhte und generell sehr hohe Rückhalte von 60 - 90 % ermittelt wurden.