Nano-Energieforschung

Diaminoterephthalate – neue Fluoreszenzfarbstoffe für die Life Sciences und Materials Science

Projektleiter: Prof. Dr. Jens Christoffers
Kooperationspartner: Prof. Dr. Karl-Wilhelm Koch, Prof. Dr. Thorsten Klüner, Prof. Dr. Christoph Lienau, Prof. Dr. Walter Neu

Diaminoterephthalsäurederivate sind farbige Verbindungen, die sich durch eine intensive Fluoreszenz auszeichnen. Gleichzeitig kann dieser von uns entwickelte Baustein als Scaffold für die Anknüpfung von vier verschiedenen Effektgruppen dienen, die dann Anwendungen in unterschiedlichen Feldern der Biochemie, Physik und Physikalischen Chemie erlauben. Hier sind vor allem einschaltbare Fluoreszenzmarker, sog. "Turn-On Probes", hervorzuheben, die wir in jüngster Zeit entwickelt haben (siehe Schema). Beispielsweise reagiert die nicht farbiges Diaminoterephthalat (im "Turn-Off"-Zustand) mit Thiolen; das Produkt dieser Reaktion emittiert im orangen Spektralbereich (λem = 560 nm, Quantenausbeute 80%, "Turn-On"-Zustand). Mittels derartiger Farbstoffe untersuchen wir zusammen mit Biochemikern Ca2+-konzentrationsabhängigen Konformationsänderungen neuronaler Proteine, wobei vor allem FRET-Experimente durchgeführt werden.

Neben der Weiterentwicklung unserer neuen biochemischen Werkzeuge synthetisieren wir in Zusammenarbeit mit der Physik molekulare Modellverbindungen für Solarzellen: Mit einem Elektronen-Akzeptor und einem -Donator ausgestattet werden Farbstoffe erhalten, deren Untersuchung mittels Femtosekunden-Spektroskopie wertvolle mechanistische Einblicke in den Prozess der photoinduzierten Ladungstrennung ermöglicht. Ferner statten wir unsere Fluoreszenz-Scaffolds mit Thiol- und Silan-Gruppen aus, die eine Anheftung an Gold- oder Glasoberflächen erlauben. Gleichzeitig vorhandene Reaktivgruppen wie Alkine oder Azide erlauben dann die Immobilisierung von Biomolekülen an der Oberfläche, wobei die Fluoreszenz des Scaffolds "eingeschaltet" wird.