Dokument: Potentialsensitive Fluoreszenzfarbstoffe mit bichromophorer Struktur

Titel:Potentialsensitive Fluoreszenzfarbstoffe mit bichromophorer Struktur
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20000626-000024-3
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Meyer-Beeck, Ulfert [Autor]
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Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:Prof. Dr. Martin, Hans-Dieter [Gutachter]
Prof. Dr. Schultze, Joachim Walter [Gutachter]
Prof. Dr. Bettermann, Hans [Gutachter]
Stichwörter:Bichromophore, Styrylfarbstoff, Pentamethinindocyanin, abstandsabhänger Energietransfer,MembranpotentialänderungenBichromophors, Styryl-dye, Pentamethine-dye, distance-dependent energy-transfer, changes intrans-membrane voltage
Dewey Dezimal-Klassifikation:500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:Ziel der Dissertation war die Darstellung und Charakterisierung von Verbindungen mit bichromophorer Struktur, in denen ein
Styrylfarbstoff und ein Pentamethinindocyanin über einen variablen Spacer miteinander verknüpft sind. Von Verbindungen
dieses Typs konnte erwartet werden, dass bei Anregung des kurzwellig absorbierenden (Styryl-)Teilchromophors ein
strahlungsloser, intramolekularer Energietransfer (z. B. nach Förster) stattfinden würde. Ein solcher Energietransfer
konnte mit Hilfe fluoreszenzspektrophotometrischer Messungen auch nachgewiesen werden. Die Effizienz dieses Vorgangs ist
annähernd quantitativ. Sinn der Darstellung der Verbindungen 39a-d war jedoch die Frage, ob der von der sechsten Potenz
des inter-chromophoren Abstandes abhängige Förster-Energietransfer auch Potentialänderungen an Zell- oder
Liposomenmembranen einer Messung zugänglich machen würde. Potentialabhängige Änderungen dieses Abstandes hätten einen
durchgreifenden Einfluss auf die erwähnte Effizienz des Energietransfers. Eine spektrophotometrisch erfassbare Änderung
der Fluorezenzeigenschaften dieser Farbstoffe in Verbindung mit Liposomenmembranen unter physiologischen Bedingungen würde
es dann gestatten, auf den Betrag und ggf. die Richtung der Potentialänderung zurückzurechnen. Während sich indessen im
Experiment eine potentialabhängige Änderung ergibt, ist diese nur sehr klein, was zweifellos mit der initial bereits hohen
Effizienz des Energietransfers zu erklären ist. Zudem ist eine Abhängigkeit von der Richtung der Potenialänderung nicht
gegeben. Es ist ausserdem nichts über die Zeitabhängigkeit dieser Änderungen bekannt. Zur Darstellung dieser Verbindungen
wurden zunächst die Teilchromophore mit Carbonsäuregruppen dargestellt. Ihre Vereinigung zu einem bichromophoren System
erfolgte dann durch eine beiderseitige Amidbildung unter Verwendung von p-Phenylendiamin als Brücke sowie der
phosphororganischen Verbindung 11 als Hilfsreagenz. Die genannten Verbindungen wurden dann schichtchromatographisch
isoliert und mit Hilfe der spektroskopischen Eigenschaften (UV/VIS, Fluoreszenz) sowie FTIR, 1H-NMR300 und FAB-MS
charakterisiert.

This thesis was aimed at synthesizing and characterizing dye-compounds with a bichromophoric structure, featuring a
styryl-dye and a pentamethine-indocyanine that are linked together by a spacer of variable carbon-chain lenght.

Compounds of this type can be expected to display non-radiative, intramolecular energy-transfer on excitation of the
styryl-moiety at short-wavelengths (e.g. following a Förster-type mechanism). In fact, such an energy-transfer was
detected with fluorescence-spectroscopy. Quantum efficienies in this process are near-quantitative.

However, the objective of this synthesis was to find out whether Förster-type energy-transfer, which is dependent on the
inter-chromophoric distance to the sixth power, would also permit the measurement of trans-membrane voltage changes on
cells and liposomes. Voltage-dependent changes to this distance would have a far-reaching influence in the efficiency of
the energy-transfer. Spectrophotometric measurement of the fluorescence changes of these dyes in connection with liposome
membranes under physiological conditions would then make it possible to compute the magnitude and possibly the direction
of the voltage change.

While experiments show a voltage-dependent chage, that change is very small. The obvious reason for this is the initially
already rather high efficiency of the energy-transfer. Furthermore, there does not appear to be any dependence on the
direction of the voltage change. No information was obtained about the time-scale of these changes.

For the synthesis of these compounds the sytryl- and cyanine-moieties, respectively, were first synthesized with a free
carboxyl-group. They were then linked together to form a bichromophoric sytem in such a way that an amide was formed on
both sides using p-phenylenediamine as a bridge and an organic phosphorus compound as an agent that mediated the amide
formation under very mild conditions. The final bichromophoric compounds were then isolated with planar chromatography and
characterized with UV/VIS, fluorescence, FTIR, PMR(300) and FAB-MS.
Lizenz:In Copyright
Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:26.06.2000
Dateien geändert am:12.02.2007
Promotionsantrag am:26.06.2000
Datum der Promotion:26.06.2000
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