Einstellen der Löslichkeit, Reaktivität und der biologischen Eigenschaften von konjugierten Makromolekülen durch Modifikationen der Peripherie
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Abstract
Im Rahmen dieser Arbeit wurden neue Polyfluorene (PF) für die Verwendung in polymeren Licht emittierenden Dioden (PLED) sowie als Template für die Sol-Gel-Synthese von form-anisotropen TiO2-Nanopartikeln hergestellt. Die für PLED vorgesehenen PF wurden mit polaren Gruppen (Polyethylenglycol (PEG)) oder fluorophilen Gruppen in den Seitenketten funktionalisiert, um chemische Orthogonalität zu unpolaren, organischen Halbleitermolekülen zu gewährleisten. Das polare PF wurde als Elektronenleiter-Schicht in Dreischicht-PLEDs eingesetzt und führte zu einer Verdopplung der maximalen Leuchtdichte von 7817 auf 16540 cd m-2 und einer Verdreifachung der maximalen Lichtausbeute von 0,43 auf 1,42 cd A-1 gegenüber dem Zweischicht-System. Die fluorophilen PF wiesen dagegen in PLEDs nur mäßige Kennzahlen und eine geringe spektrale Stabilität auf. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass solche Materialien prinzipiell aus orthogonalen Lösungsmitteln prozessiert werden können.
Es wurden amphiphile, nicht-aggregierende PF mit Polyacrylsäure- und PEG-Seitenketten hergestellt und als Template eingesetzt. Die erhaltenen Hybridmaterialien wurden kalziniert, wobei formanisotrope TiO2-Nanopartikel mit Anatas-Struktur und hydrodynamischen Radien im Bereich von 20-40 nm entstanden. Obwohl eine Korrelation zwischen den Maßen der Templatpolymere und denen der resultierenden Partikel bestand, konnte mit dieser Methode keine exakte Kontrolle der Form und Größe der Partikel realisiert werden.
Es wurden Polyphenylen-Dendrimere (PPD) der ersten Generation mit Perylendiimid-Farbstoffkernen und unterschiedlichen polaren Hüllen synthetisiert, deren Aufnahme in HeLa-Zellen und Zytotoxizität untersucht wurden. Da aus früheren Studien bekannt war, dass PPD mit polyanionischen Ketten sehr langsam in Zellen transportiert werden und polykationische Ketten zu erhöhter Zytotoxizität führen, wurden PPD mit ungeladenen PEG-Ketten, sowie Kombinationen von Polykationen und Polyanionen mit unterschiedlichen Architekturen hergestellt. Das PPD mit PEG-750-Ketten konnte aufgrund von dessen schwacher Fluoreszenz nicht auf seine biologischen Eigenschaften untersucht werden. PPD mit polyanionischen und polykationischen Blöcken in der Peripherie fielen im neutralen pH-Bereich aus und waren daher ebenfalls ungeeignet. Dagegen zeigten sowohl PPD mit statistisch verteilten positiv und negativ geladenen Monomereinheiten als auch mit zwitterionischen Polymerketten in der Hülle eine schnelle Zellaufnahme bei gleichzeitig geringer Zytotoxizität.