Superhelle Kontrastmittel für biologische Bildgebung
Obwohl Lanthanoid-Metallionen häufig in der biologischen Forschung eingesetzt werden, ist deren Lumineszenz im nahen Infrarotbereich (NIR), dem Standard in der biomedizinischen Bildgebung, oft begrenzt. Das Projekt "Lanthanide dendrimer-polymer hybrids" (LN-DENDRI-POLS)(öffnet in neuem Fenster) synthetisierte eine Gruppe neuer Moleküle, um diese Leistung zu verbessern. Das chemische Konzept beruht darauf, dass mehrere absorbierende Chromophore, so genannte Antenneneinheiten, an einen Ln (III)-Kernkomplex angehängt werden. Die gesamte Struktur gleicht dabei einem Baum mit ausgestreckten Zweigen und wird daher als Dendrimer (vom griechischen Wort für Baum) bezeichnet. Ein weiterer Vorteil ist, dass die dendritische Struktur oder Chromophoren den Metallkern vor Schäden durch Lösungsmittel schützen. Der Aufbau besteht aus mehreren Antennen, die das Licht bündeln und dadurch die Photonenausbeute maximieren. Mittels RAFT-Polymerisation (reversibler Additions-Fragmentierungs-Kettentransfer) wurde das Anhängen der Antennen kontrolliert, um Polymere mit definierten Eigenschaften zu erzeugen. Testreihen an Ln (III)-Komplexen ergaben mehrere Kernkomplexe, die große Lichtmengen emittieren. Durch Veränderung organischer Nebengruppen und RAFT-Polymerisation wurden mehrere Polymersysteme mit höherer Absorption und Sensibilisierungseffizienz generiert. Naphthalin-Chromophoren steigerten die Lichtausbeute sogar noch weiter. Das Forschungsprojekt lieferte neue Erkenntnisse zur Lumineszenz von Lanthanoiden. Als Lumineszenzmarker in biologisch relevanten Verbindungen ist der Anwendungsbereich groß, etwa für Bildgebung und Arzneimitteltests.
