Colloid-supported synthesis of peptides and peptide-polymer conjugates via magnetic field induced, reversible sedimentation of magnetic colloidal supports.

• Applicant: Professor Dr. Hans Gerhard Börner
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 127733685

Im Rahmen des vorliegenden Projekts sollen superparamagnetische Kern- Schale-Nanopartikel als kolloidale Träger für die automatisierte Synthese von Peptiden und Peptid-Polymer-Konjugaten eingesetzt werden. Kolloidale Träger mit Dimensionen von 100- 200 nm erlauben eine „quasi homogene“ Synthese in Lösung. Dabei bleibt die Produktaufreinigung vergleichbar einfach zur festphasengebundenen Peptidsynthese (SPPS), da die kolloidalen Träger durch ein externes Magnetfeld reversibel sedimentierbar sind. Das gute Absorptionsverhalten magnetischer Nanopartikel im Bereich der Mikrowellen erlaubt selektives Heizen des Trägersystems, wobei lokal die Kupplungsreaktionen beschleunigt werden können, was die Synthese von schwierigen Sequenzen und Biokonjugaten erleichtert. Magnetische Kern-Schale-Kolloide ermöglichen die Überwindung inhärenter Probleme der SPPS, indem sie drei Funktionen integrieren: i. Die Peptidsynthese findet auf hochdefinierten Oberflächen von Nanopartikeln statt. Die permanent aufgespannten Oberflächen vermeiden somit diffusionslimitierte Reaktionen in gequollenen Polymermikrogelen. ii. Ein magnetischer Kern, bestehend aus Eisencarbid oder Magnetit, ermöglicht eine reversible Sedimentation der kolloidalen Träger mittels Magnetfeld und erlaubt eine einfache Reinigung der geträgerten Produkte. iii. Eine Silika-Polymer-Komposithülle schützt einerseits das magnetische Kernmaterial, andererseits werden kolloidale Stabilität erzeugt und Ankergruppen auf der Kolloidoberfläche für die Peptidsynthese präsentiert. Die magnetischen Kern-Schale-Kolloide sollen im Rahmen dieses Projektes in eine automatisierte Peptidsyntheseplattform integriert werden. Desweiteren sollen auch die potentiale der kolloidalen Trägersysteme für die Synthese von Oligosacchariden und Oligonukleotiden untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants