Hydrophobe und hydrophile Beladung polymerer Vesikel

Abstract

Polymere Vesikel, gebildet durch Selbstorganisation des amphiphilen Blockcopolymers Polybutadien-b-Polyethylenoxid in Wasser, wurden in der vorliegenden Arbeit erfolgreich mit hydrophoben und hydrophilen Substraten beladen und detailliert charakterisiert. Über verschiedene Präparationsmethoden sind unilamellare PB130-PEO66-Vesikel unterschiedlicher Größen und Verteilungsbreiten zugänglich, die aber alle eine konstante hydrophobe Schalendicke von etwa 15nm aufweisen, wie aus TEM-Messungen hervorgeht. Die hydrophoben Farbstoffe Oil Red EGN, Oil Blue N, Nilrot sowie ein Perylen-Derivat wurden in diese hydrophobe Schale eingelagert. Durch Absorptions-, Emissions-, (cryo)TEM- und Fluoreszenzmikroskopie-Messungen konnte gezeigt werden, dass die selbstorganisierte Struktur durch die Einlagerung der hydrophoben Farbstoffe in die Schale nicht beeinflusst wird. Als zusätzliche hydrophobe Modell-Substrate wurden Halbleiter-Nanokristalle, sogenannte Quantum Dots (QDs, d=5.7nm), erfolgreich in die polymere Vesikelschale eingelagert und durch Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) in Kombination mit dynamischer Lichtstreuung (DLS) nachgewiesen. Die Position der QDs in der Mitte der polymeren Doppelmembran konnte durch cryogene TEM-Abbildungen aufgezeigt werden. Darüber hinaus wurde die hydrophile Beladung des Vesikelkerns mit dem wasserlöslichen Farbstoff Phloxin B erfolgreich realisiert.Hydrophobic and hydrophilic loading of polymeric vesicles. The successful encapsulation of hydrophobic and hydrophilic substrates into poly(butadiene)-poly(ethylene oxide) vesicles in water is reported. Furthermore, the detailed characterization of these systems is presented. Different preparation methods were used to obtain unilamellar vesicles of PB130-PEO66 with different vesicle sizes and distributions. However, for all vesicles a common hydrophobic shell thickness of about 15nm was assembled as determined by TEM. The hydrophobic dyes Oil Red EGN, Oil Blue N, Nile Red and a Perylen derivative were embedded into this hydrophobic shell. Absorption-, emission-, (cryo)TEM- and fluorescencemicroscopy-measurements showed the self-assembled structure to remain unchanged when the hydrophobic substrates are incorporated within the vesicle shell. Highly fluorescent semiconductor nanocrystals, so called quantum dots (QDs, d=5.7nm), were selected as additional hydrophobic model substrates and successfully enclosed into the vesicle shell, as evidenced by fluorescence correlation spectroscopy (FCS) measurements in combination with dynamic light scattering (DLS). Cryogenic TEM imaging revealed the position of the QDs, centered inside the double layer of the vesicle shell. Furthermore, we successfully studied the hydrophilic loading into the vesicle core using the hydrophilic dye Phloxine B

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