Title pages and Table of Contents
Acknowledgements
List of Publications
1\. Introduction
2\. Constituents of Yoctowells
3\. Slow Motion of Water- and Chloroform-Soluble Porphyrins in Yoctowells
4\. Trapping and Sorting of Water- and Chloroform-Soluble Porphyrins in
Yoctowells
5\. Functional Yoctowells as Receptors
Chapter 6 doesn't exist!
7\. Experimental Part
8\. References
English Summary and German Zusammenfassung
Curriculum VitaeSmooth aminated silica gel particles were synthesized from tetraethoxy
orthosilicate and characterized by electron and force microscopy. The typical
diameter of the particles was 100± 10 nm, AFM showed no roughness above 1nm.
The particles were then partly occupied with covalently bound tetracarboxy-
porpyrins (e.g. 32), which lied flat on the surface and were then surrounded
with rigid walls made of diamido- bolaamphiphiles (e.g. 10, 16 or 42) to form
stable membrane gaps were thus formed with a volume between 10 and 20
yoctoliters ( 10 24 L) and a porphyrin bottom. These so-called yoctowells
reacted in colloidal solutions of the silica particles in water or chloroform
with dissolved manganese (III) porphyrins having the same diameter as the
bottom porphyrin, complete fluorescence quenching of the later occurred only
after about 2000 seconds, which means an apparent diffusion constant of 10 24
m2s-1. This extreme slowness is explained by a slowly reversible adsorption of
the quencher porphyrin to the walls of the yoctowells ( page 80). The
phenomenon of slow and irreversible adsorption to the bottom was then used in
a sorting process of water and chloroform soluble porphyrins within the
wells. Too big quencher molecule did not enter the yoctowell at all, small
quenchers reached their bottom immediately. The yoctowells resemble protein
receptor with respect to molecular size selectivity. DMSO or heat destroy the
wells reversibly. Finally the prepared oligoethylene glycol yoctowells, which
acted like 3D- crown ethers in the binding of oligoamines in water. The
equilibrium constant were near 107 M-1 showing in water. A triglycinyl wall of
the yoctowells fixated a fluorescence labeled triglycine derivative with a
similar binding constant in ethanol.Glatte, aminierte Kieselgelpartikel wurden aus Tetraethoxysilan und 3
-Aminopropyl-triethoxysilan hergestellt und durch TEM und AFM charakterisiert.
Der typische Durchmesser der Partikel lag bei 100 ± 10 nm, AFM zeigte
Rauigkeiten nur im 1-Nanometerbereich. Diese Partikel wurden mit Inseln aus
flach liegenden Tetracarboxyporphyrinen (32) versehen und danach mit starren
Monoschichten aus den Diamidobolaamphiphilen 6, 10 oder 42 bedeckt. So
entstanden formstabile Membranlücken mit einem Porphyrinboden und einem Inhalt
von 10-20 Yoctolitern (yl; 10-24 L). Diese so genannten Yoctobrunnen wurden in
kolloidaler wässriger Lösung mit Mangan(III) porphyrin versetzt, das etwa den
gleichen Durchmesser aufwies wie das Bodenporphyrin. Vollständige
Fluoreszenzlöschung trat erst nach etwa 2000 Sekunden auf, die apparente
Diffusionskonstante war mit etwa 10-24 m2s-1 extrem niedrig. Ein Modell zur
Erklärung dieses Tatbestands erläutert es mit Wandabsorptionen, die nur
langsam wieder gelöst werden (S.80). Das Phänomen der langsamen Eingliederung
wurde dann zum Sortieren wasser- und chloroformlöslicher Porphyrine benutzt.
Zu große Porphyrine traten gar nicht in die Brunnen ein, kleinere
Löschungsmoleküle wirken sofort. Die Yoctobrunnen sind ähnlich
Proteinrezeptoren extrem größenselektiv. DMSO und Hitze zerstören die Brunnen
in reversibler Weise. Schließlich wurden auch Oligoethylenglykol-Yoctobrunnen
als 3-dimensionale Kronenether zur Bindung von Oligoamin in Wasser entwickelt.
Die Gleichgewichtskonstante mit tobramycin lag bei etwa 107 M-1. Eine
Tripeptidbrunnenwand band fluoreszeinmarkiertes Triglycin etwa mit der
gleichen Bindungskonstante
