Refine
Document Type
- Article (4)
- Doctoral Thesis (1)
- Postprint (1)
Is part of the Bibliography
- yes (6) (remove)
Keywords
- molecular rods (6) (remove)
Institute
Molecular rods consisting of a hydrophobic backbone and terminally varying functional groups have been synthesized for applications for the functionalization of membranes. In the present study, we employ a spin-labeled analogue of a recently described new class of molecular rods to characterize their dynamic interactions with membranes. By using the different approaches of ESR and NMR spectroscopy, we show that the spin moiety of the membrane-embedded spin-labeled rod is localized in the upper chain/glycerol region of membranes of different compositions. The rod is embedded within the membrane in a tilted orientation to adjust for the varying hydrophobic thicknesses of these bilayers. This orientation does not perturb the membrane structure. The water solubility of the rod is increased significantly in the presence of certain cyclodextrins. These cyclodextrins also allow the rods to be extracted from the membrane and incorporated into preformed membranes. The latter will improve the future applications of these rods in cellular systems as stable membrane-associated anchors for the functionalization of membrane surfaces.
New porous materials based on covalently connected monomers are presented. The key step of the synthesis is an acetalisation reaction. In previous years we used acetalisation reactions extensively to build up various molecular rods. Based on this approach, investigations towards porous polymeric materials were conducted by us. Here we wish to present the results of these studies in the synthesis of 1D polyacetals and porous 3D polyacetals. By scrambling experiments with 1D acetals we could prove that exchange reactions occur between different building blocks (evidenced by MALDI-TOF mass spectrometry). Based on these results we synthesized porous 3D polyacetals under the same mild conditions.
New porous materials based on covalently connected monomers are presented. The key step of the synthesis is an acetalisation reaction. In previous years we used acetalisation reactions extensively to build up various molecular rods. Based on this approach, investigations towards porous polymeric materials were conducted by us. Here we wish to present the results of these studies in the synthesis of 1D polyacetals and porous 3D polyacetals. By scrambling experiments with 1D acetals we could prove that exchange reactions occur between different building blocks (evidenced by MALDI-TOF mass spectrometry). Based on these results we synthesized porous 3D polyacetals under the same mild conditions.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden zum einen erste Oligospiro(thio)ketal (OS(T)K)-basierte Modellsysteme (molekulare Sonden) für abstandsabhängige Messungen mittels Förster-Resonanz-Energietransfer (FRET) und zum anderen Sensorfluorophore, basierend auf einem DBD-Fluorophor und BAPTA, zur Messung der intrazellulären Calcium-Konzentration dargestellt.
Für die Synthese von molekularen Sonden für abstandsabhängige Messungen wurden verschiedenste einfach- und doppelt-markierte OS(T)K-Stäbe entwickelt und spektroskopisch untersucht. Die OS(T)K-Stäbe, sogenannte molekulare Stäbe, dienten als starre Abstandshalter zwischen den Fluorophoren. Als Fluorophore wurden Derivate von 6,7-Dihydroxy-4-methylcoumarin (Donor) und Acyl-DBD (Akzeptor) verwendet, die zusammen ein FRET-Paar bilden. Die Fluorophore wurden so funktionalisiert, dass sie sowohl unbeweglich bzw. „starr“, als auch beweglich bzw. „flexibel“ an den OS(T)K-Stab gebunden werden konnten. Für die Synthese der OS(T)K-Stäbe wurden ebenfalls eine Reihe an unterschiedlich langen und kurzen Stabbausteinen synthetisiert. Auf diese Weise wurden eine Vielzahl an verschiedensten einfach- und doppelt-markierten OS(T)K-Stäben dargestellt, deren Fluorophore sowohl „starr“ als auch „flexibel“ gebunden sind. Die dargestellten Stäbe wurden in verschiedensten Lösungsmitteln spektroskopisch untersucht, um anschließend das Verhalten in Vesikel, die eine biomimetische Umgebung darstellen, zu beurteilen. Es wurde festgestellt, dass sich die Stäbe erfolgreich in die Vesikelmembran einlagerten und hohe FRET-Effizienzen aufweisen.
Des Weiteren wurde ein FRET-Paar dargestellt, das sich durch 2-Photonenabsorpion im NIR-Bereich anregen lässt. Es wurde in den lebenden Zellen mittels Fluoreszenzlebenszeitmikroskopie (FLIM) untersucht.
Zur Untersuchung von intrazellulärem Calcium wurden zwei verschiedene DBD-Fluorophore über einen kurzen Linker mit dem Calcium-Chelator BAPTA verknüpft. Die dargestellten Fluorophore wurden sowohl in vitro als auch in vivo auf ihre Calcium-Sensitivität überprüft. Mittels FLIM wurden in lebenden Zellen die Fluoreszenzlebenszeitverteilungen der Fluorophore nach Calcium-Konzentrationsänderungen detektiert.
The development of novel dendrimers containing oligospiroketal (OSK) rods as building blocks is described. The linkage between the core unit (CU), branching units (BU), and OSK rods relies on the CuAAC reaction between terminal alkynes and azides. Two different strategies of dendrimer synthesis were investigated and it was found that the convergent approach is clearly superior to the divergent one. SAXS measurements and MD simulations indicate that the obtained dendrimer features a globular structure with very low density. Obviously, the OSK rods stabilize a rather loose mass-fractal structure.
We developed a new type of molecular rods consisting of two (or more) rigid units linked by a flexible joint. Consequently we called these constructs articulated rods (ARs). The syntheses of ARs were carried out by a flexible and modular approach providing access to a number of compounds with various functionalizations in terminal positions. First applications were presented with pyrene, cinnamoyl and anthracenyl labelled ARs.