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Authors: Kemper, Benedict
Title: Selbstassemblierung von peptidischen, phosphan-basierten Au I-Metalloamphiphilen in Wasser
Online publication date: 10-Jan-2018
Year of first publication: 2018
Language: german
Abstract: Scheinbar mühelos gelingt es der Natur responsive, dynamische und gleichzeitig hochfunktionale Strukturen auf Nano- und Mikroebene mit größter Präzision zu erschaffen. Zum Aufbau dieser hochkomplexen Architekturen in Wasser bietet die Selbstassemblierung kleiner Moleküle mit ihrer Fähigkeit zur Fehlerkorrektur und synthetischen Flexibilität eine hervorragende Plattform. Darüber hinaus ist die Funktionalisierung weicher Materialien mit AuI-Komplexen aufgrund der vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten, wie der Katalyse, Biomedizin und Lumineszenz, besonders spannend. Ziel dieser Arbeit war es, supramolekulare Strukturen, die aus peptidischen, Phosphan-basier-ten AuI-Metalloamphiphilen bestehen, mittels Selbstassemblierung in Wasser zu konstruieren. Mit der Kontrolle der Selbstassemblierungsmechanismen sollten sowohl die Form und Größe, als auch die lumineszierenden und zytotoxischen Eigenschaften der erhaltenen (bio)organischen–anorganischen Hybridmaterialien eingestellt werden. Zunächst galt es verlässliche Syntheseprotokolle zur Herstellung dieser AuI-Nanomaterialien zu entwickeln. Begrenzt durch die lineare Koordination des Goldes erfolgte der Aufbau der AuI-Spezies entweder mittels Funktionalisierung des Phosphan-Neutralliganden oder mithilfe eines anionischen Ligandenaustausches am AuI-Zentrum unter Verwendung von Alkinen bzw. Thiolen. Wie angesichts des molekularen, C3-symmetrischen Designs erwartet werden konnte, bildeten die erfolgreich hergestellten, scheibchenförmigen AuI-Metalloamphiphile in Wasser die gewünschten, supramolekularen Polymere in Form rigider, anisotroper Nanoröhrchen aus. Mit einer Balance zwischen attraktiven und repulsiven Kräften gelang es die Selbstassemblierungsprozesse und somit die ausgebildete Morphologie kinetisch sowie thermodynamisch zu kontrollieren. Ausgehend von Monomeren oder kleinen oligomeren, ungeordneten Spezies polymerisierten die scheibchenförmigen AuI-Peptide bei niedrigen Temperaturen supramolekular in metastabile 1D Nanoröhrchen, welche nach Erwärmung zu stabilen, schraubenförmigen Fibrillen konvertierten. Ferner wurde demonstriert, wie diese hoch optimierten, anisotropen Nanomaterialen im Bereich der chemischen Sensorik und Therapie Anwendung finden könnten. So zeigte das synthetisierte, lineare AuI-Metalloamphiphil, das bei mittlerer bis hoher Ionenstärke kleine mizellare Strukturen (0D) ausbildete, eine langlebige Phosphoreszenz im sichtbaren Bereich. Mit der Verwendung einer geringeren Ionenstärke konnte nicht nur eine veränderte Morphologie hin zu dicht gepackten Schichten (2D) erreicht werden. Auch ging mit der Veränderung des Packungsparameters ein verkürzter AuI···AuI-Abstand einher, der eine Rotverschiebung der Emission zur Folge hatte. Im Hinblick auf einen biomedizinischen Einsatz wurde ein amphiphiler AuI-Komplex durch Diels–Alder-Ligation mit Biotin verbunden. Dieses Konjugat zeigte nicht nur eine unverändert hohe Bindungsaffinität gegenüber Streptavidin, es besaß auch gegenüber humanen Brustkrebszellen eine höhere Toxizität als Cisplatin, was das Potential von AuI-Komplexen als Zytostatika unterstreicht.
DDC: 540 Chemie
540 Chemistry and allied sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-4118
URN: urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000017298
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 290, XLIII Seiten
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