Ausgezeichnete Abschlussarbeiten 2010/2011 - Johannes ...

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Preis der Boehringer Ingelheim Stiftung Vor- und Nachname Dr. Waltraut Müller Geburtsjahr 1982 Studium 2001 bis 2006 Chemie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz 2004 bis 2005 Seoul National University in Seoul Promotionsstudium 2006 bis 2009 Institut für Physikalische Chemie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz Abschluss November 2009, summa cum laude Während meines Studiums war mir besonders wichtig... ... ein möglichst breites naturwissenschaftliches Grundwissen aufzubauen und ein ausgelassenes Studentenleben zu genießen. Weitere Pläne Für den Weltfrieden eintreten. Titel der Dissertation Hydrophobe und hydrophile Beladung polymerer Vesikel Betreuer der Dissertation HD Dr. Michael Maskos, Institut für Physikalische Chemie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz 6
Inhalt der Dissertation Was passt in einen Nano-Container? Diese Frage stand am Anfang von Waltraut Müllers Promotion. Sie wollte den Beladungsspielraum eines polymeren Vesikel-Containers eingrenzen, der aus einzelnen amphiphilen Polymerketten zusammengesetzt ist und dank seiner Größe für den Transport von Medikamenten im Körper eingesetzt werden könnte. Die doppelschichtige Vesikelmembran eignet sich dabei für hydrophobe Substrate, während der wassergefüllte Kern für die Beladung mit hydrophilen Substraten zur Verfügung steht. Um zu untersuchen, wie viel wasserunlöslichen Fremdanteil ein solches Vesikel innerhalb der Membran einlagern kann, wurden Farbstoffe verwendet, weil diese sich in der farblosen Vesikellösung leicht nachweisen lassen und ähnliche Molekülgrößen wie medizinische Wirkstoffe haben. Müller fand heraus, „dass die eingelagerte Farbstoffmenge zwar auch von Löslichkeitseigenschaften abhängt, doch selbst für einen in diesem Sinne schlechten Farbstoff war eine Beladung von bis zu 500 Molekülen pro 80nm Vesikel möglich.“ Durch den Einsatz fluoreszierender Farbstoffe in sehr großen Vesikeln ließ sich in mikroskopischen Aufnahmen für beladene Vesikel mit Durchmessern von über 2000nm die Farbstoffeinlagerung in die Membran direkt abbilden. „Wie groß ein eingelagertes Fremdteilchen sein darf, hängt direkt mit der Dicke der Vesikelmembran zusammen, die in Elektronen-Mikroskopie-Aufnahmen zu etwa 15nm bestimmt werden konnte“, sagt Müller. Halbleiter-Nanokristalle mit mittleren Durchmessern von 3nm beziehungsweise 6nm wurden erfolgreich in die Vesikelmembran eingelagert. Dabei krümmt sich die Membran an der jeweiligen Position der Nanokristalle, so dass diese hydrophoben Partikel mittig in der Doppelschicht eingelagert sind. Größere Nanokristalle mit 8nm Durchmesser hingegen überschreiten die Aufnahmefähigkeit der Membran. „Vermutlich wäre zum Umschließen dieser großen Partikel eine zu starke Membrankrümmung nötig.“ Müller untersuchte auch die Verkapselung wasserlöslicher Farbstoffe im Kern der Vesikel – und auch hier konnte sie die erfolgreiche Beladung nachweisen. Polymere Vesikel bieten demnach vielfältige Möglichkeiten für einen Einsatz als Nano-Container. 7
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