Synthese und Charakterisierung von Multikompartimentmizellen aus amphiphilen Block-Copolymeren mit differenziertem hydrophoben Kern

• Applicants: Privatdozent Dr. Christoph Böttcher; Professor Dr. André Laschewsky
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2006 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 27317922

Ziel des Projekts ist die Synthese und Charakterisierung neuer amphiphiler Multiblock- Copolymere. Diese sollen sich in wässrigem Milieu zu mizellaren Aggregaten selbstorganisieren, so dass sie innerhalb des hydrohoben Mizellkerns nanostrukturiert sind. So könnten - in Analogie zu bestimmten Transportproteinen - Multikompartiment-Systeme mit qualitativ unterschiedlichen hydrophoben Domänen erzeugt werden. Entsprechend thematisiert der Antrag (a) die Synthese neuer amphiphiler Multiblock- Copolymere und (b) die direkte strukturelle Charakterisierung ihrer Aggregate in der nativen Umgebung des wässrigen Mediums. Die Synthese geht von einem für die Dispergierung benötigten hydrophilen Block und mindestens zwei hydrophoben Blöcken aus, die sich in ihren physikochemischen Eigenschaften signifikant unterscheiden. Die hydrophoben Blöcke sind damit so konzipiert, dass sie selektiv unterschiedliche Substanzen solubilisieren können. Entsprechend wird als Basissystem ein Triblock-Copolymer hergestellt, das sich aus einem nicht-ionischen hydrophilen Block, einem kurzkettigen Acrylesterblock und einem hochfluorierten Block zusammensetzt. Mit Fortschreiten des Projekts sollen die jeweiligen Bestandteile variiert werden, um ein Verständnis der zugrundeliegenden Selbstorganisationsprinzipien zu entwickeln. In dieser Hinsicht erfordert das Projekt die Untersuchung struktureller Aspekte zur mizellaren Selbstorganisation der neuen Polymere. Dies verlangt insbesondere eine hochauflösende Strukturanalytik am ungestörten, nativen kolloidalen System. Hierfür ist, wie die Voruntersuchungen gezeigt haben, die Kryo-Transmissionselektronenmikroskopie (Kryo-TEM) in hervorragender Weise geeignet. In diesem Zusammenhang soll überprüft werden, inwieweit die molekulare Struktur zur Bildung räumlich getrennter Kompartimente im Mizellkern der Aggregate führt, die jeweils für eine domänen-spezifische Aufnahme verschiedener Solubilisate geeignet sind. Es wird sich damit zeigen, inwieweit solche komplexen nanostrukturierten Mizellen sich tatsächlich wie echte Multikompartiment-Systeme verhalten.

• DFG Programme: Research Grants