Lead
Desoxyribonukleinsäure (DNA) dient als molekulares Gerüst für die Herstellung von Strukturen im Nanometerbereich. Die starre Struktur der Doppelhelix erlaubt es, Farbstoffmoleküle in präzis definierter Geometrie anzuordnen. Im vorliegenden Projekt werden Farbstoff-Aggregate DNA-gesteuert hergestellt und untersucht.

Lay summary

Hintergrund: Durch den Einbau geeigneter Farbstoff-Derivate in Oligonukleotide können Aggregate von verschiedenen aromatischen Verbindungen erzeugt werden. Die präzise Anordnung von Einzelmolekülen zu einem grösseren Verbund wird aufgrund der vorgegebenen molekularen Struktur der DNA-Doppelhelix ermöglicht. Dadurch lassen sich die Eigenschaften von Farbstoff-Aggregaten studieren, die auf andere Weise nur schwer oder gar nicht zugänglich sind. Die mit spektroskopischen Methoden gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, Materialien mit speziellen optischen und elektronischen Eigenschaften zu entdecken. Solche Materialien können Verwendung in optischen Geräten, in Photozellen oder in diagnostischen Methoden finden.

Ziele: Basierend auf den Erkenntnissen, die wir mit der Untersuchung von Pyren-Derivaten und verwandten Aromaten gewonnen haben, verwenden wir DNA-Farbstoff-Konjugate zur Herstellung von mehrsträngigen molekularen Architekturen. Weitere geeignete Farbstoff-Derivate, wie z.B. von Chrysen und Porphyrin, werden hergestellt und auf ihre Eigenschaften untersucht. Von spezieller Bedeutung werden die Kompatibilität der Farbstoff-Moleküle mit der DNA-Synthese und die Fähigkeit der Doppelstrangpaarung sein. Eine weitere Stossrichtung unserer Forschung ist der Herstellung und Untersuchung von supramolekularen Polymeren und lichtsammelnden Komplexen gewidmet.

Bedeutung: Die Verwendung der DNA als intelligentes, molekulares Baugerüst erlaubt die präzise Anordnung von funktionellen Molekülen und kann dadurch Zugang zu neuartigen Materialien mit speziellen elektronischen und physikalischen Eigenschaften verschaffen. Solche Materialien können Verwendung in optischen Geräten, in Photozellen oder in diagnostischen Hilfsmitteln zur frühen Erkennung von Infektions- oder Erbkrankheiten finden.