Wirkstofftransport mit weicher Materie: Matrix- und Vesikelvektoren (original) (raw)

Stofftransport durch Schichtsysteme aus Polymeren und dünnen anorganischen Schichten

Vakuum in Forschung und Praxis, 2008

Flexible Schichtsysteme aus polymeren Substraten, dünnen, vakuumtechnisch erzeugten anorganischen Schichten und weiteren polymeren Schichten sind wegen hohe Sperreigenschaften vor allem gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf weit verbreitet. Vor allem, wenn durch weitere polymere Beschichtungen die Defekte in den anorganischen Schichten ganz oder teilweise aufgefüllt werden können, hängen die Barriereeigenschaften solcher Systeme stärker von der Dicke der Schichten ab als bisher angenommen. Weiterhin ergibt sich, dass für den Stofftransport kondensierbarer Substanzen, insbesondere Wasserdampf, der anorganischen Schicht eine zusätzliche Porosität im sub-nm-Bereich zugeordnet werden kann, deren Effekt beim Transport von Gasen jedoch vernachlässigbar ist. Mehrschichtverbunde aus einer Substratfolie in Kombination mit alternierenden dünnen polymeren und anorganischen Schichten zeigen gegenüber Kombinationen aus einer Substratfolie und einer einzelnen anorganischen Schicht deutlich bessere Barriereeigenschaften, die aber geringer sind als in vorangegangenen Artikeln an dieser Stelle dargestellt wurde. Die Kondensation von Wasserdampf in subnm-Poren führt auch bei solchen Schichtsystemen zu deutlich höheren Stofftransportraten als aus einfachen Defektmodellen erwartet.

Stofftransport bei der Pervaporation mizellbildender Gemische

Chemie Ingenieur Technik, 2008

Wässrige Mischungen, die Tenside und in Mizellen solubilisierte, schlecht wasserlösliche flüchtige organische Komponenten (VOCs) enthalten, lassen sich sehr gut mit synthetischen nichtporösen Komposit‐Membranen durch organophile Pervaporation trennen, wobei das Tensid vollständig durch die Membran zurückgehalten wird. Den Stofftransport durch die Membran kann man mit bekannten Lösungs‐/Diffusions‐Mechanismen beschreiben. Dahingegen sind die in der flüssigkeitsseitigen Grenzschicht ablaufenden Vorgänge äußerst komplex. Diese kann aus zwei Zonen bestehen: Direkt an der hydrophoben Membranoberfläche bildet sich bei Verwendung bestimmter Tenside eine mehrlagige Tensidschicht aus. Die darüber liegende wässrige Zone ist durch eine simultane Diffusion von Molekülen und von Mizellen gekennzeichnet. In dem vorliegenden Beitrag wird auf der Basis experimenteller Daten der Stofftransport mit einem Mehrschichtenmodell beschrieben, das auch den simultanen Stofftransport von Molekülen und Mizelle...

Modulare Chemosensoren auf Basis selbstorganisierter Vesikelmembranen mit künstlichen Rezeptoren und fluoreszierenden Reportergruppen

Angewandte Chemie, 2010

Übergangsmetallkomplexe mit freien Koordinationsstellen haben in der molekularen Erkennung breite Anwendung als Bindungsstellen gefunden und werden in molekularen Sonden und Chemosensoren genutzt. [1] Derartige Sonden sind üblicherweise aus Gast-Bindungsstellen und lumineszierenden Reportergruppen aufgebaut, durch die Bindungsvorgänge angezeigt werden. Die Lumineszenzmarkierung kann dabei entweder ein Bestandteil des molekularen Chemosensors sein, üblicherweise in unmittelbarer Nähe zur Bindungsstelle, [2] oder ein Indikatorfarbstoff, der erst reversibel gebunden und anschließend durch Analytmoleküle wieder verdrängt wird (Indikatorverdrängungsassay). Beide Strategien haben jedoch Nachteile, da sich das rationale Design von lumineszenzmarkierten Chemosensoren einerseits oft als schwierig erweist und langwierige Synthesearbeit nach sich zieht, während Verdrängungsassays andererseits nicht reversibel einsetzbar sind. Wir beschreiben hier einen neuen Ansatz, um Analyt-Rezeptor-Bindungen zu detektieren, indem wir amphiphile nichtfluoreszierende Bindungsstellen und fluoreszierende Reporterfarbstoffe gemeinsam in die Lipidmembranen unilamellarer Vesikel einlagern. Die Analytbindung an die entsprechenden Rezeptoren beeinflusst durch die Membran die eingelagerten Farbstoffe, die daraufhin ihre Emissionseigenschaften ändern. Wir zeigen damit einen einfachen und vielseitigen Weg auf, um eine Vielzahl von Bindungsstellen mit fluoreszierenden Reportergruppen in Lipiddoppelschichten nichtkovalent zu koppeln. Drei verschiedene amphiphile Bindungsstellen, der Zn II -1,4,7,10-Tetraazacyclododecan(Cyclen)-Komplex 1 für die Phosphationenerkennung, der Cu II -Nitrilotriessigsäure-(NTA)-Komplex 2 für die Erkennung von Imidazol-Derivaten [1a] und ein Benzoazakronenether-Derivat (BACE) 3 für Ammoniumionen [8] sowie zwei amphiphile Fluorophore auf Basis von Carboxyfluorescein (4) und Cumarin (5) wurden für die Herstellung lumineszierender Rezeptorvesikel eingesetzt (Abbildung 1). Die Verbindungen 1 und 5 wurden be-reits von uns beschrieben, [4c, 9] die Synthesen von 2, 3 und 4 sind in den Hintergrundinformationen zu finden. Der weitverbreitete Fluoreszenzfarbstoff Carboxyfluorescein (CF) wurde aufgrund seiner Empfindlichkeit gegenüber ¾nderungen des elektrostatischen Potentials sowie seiner einfachen Derivatisierung mit Alkylaminen ausgewählt. Die Empfindlichkeit der Emission des Cumarin-Derivats 5 gegenüber ¾nderungen seiner lokalen Umgebung haben wir bereits in einer früheren Studie genutzt. Lumineszierende Rezeptorvesikel (LVRs; Abbildung 2) mit membrangebundenen Rezeptoren und Farbstoffen Abbildung 1. Künstliche amphiphile Rezeptoren auf Basis von Zn II -Cyclen (1), Cu II -NTA (2), BACE (3) und fluoreszierende Reporterfarbstoffe auf Basis von Carboxyfluorescein (4) und Cumarin (5).

Einzelmoleküle als optische Nanosonden für weiche und komplexe Materie

Angewandte Chemie, 2010

... Aufsatz. Einzelmoleküle als optische Nanosonden für weiche und komplexe Materie. Florian Kulzer Prof. 2,3 ,; Ted Xia M. Sc. 1 ,; Michel Orrit Prof. 1. Article first published online: 5 JAN 2010. DOI: 10.1002/ange.200904858. Copyright © 2010 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. ...