Polymer Nanopartikel als Photosensibilisatoren

Hauptgegenstand des geplanten Projektes sind neuartige Nanopartikel (NP) aus π-konjugierten Polymeren (Polythiophen), die keinen gesonderten Photosensibilisator enthalten und einzig aufgrund ihrer molekularen Struktur, Form und Materialzusammensetzung als organischer Halbleiter in der Lage sind, sehr effizient Singulettsauerstoff (hochreaktiverer, erster angeregter Zustand des Sauerstoffs, der auf direktem Wege kaum anregbar ist) zu generieren. Es soll untersucht werden, wo und wie der Energietransfer zum molekularen Sauerstoff erfolgt, dabei geht es insbesondere um den Ort (innerhalb des NP oder an seiner Oberfl?che), die Geschwindigkeit der 1O2 Generierung und um nachfolgende Prozesse (Diffusion und Quenching bis zum Verlassen des NP). Ein numerisches Modell zur Beschreibung aller dieser Prozesse unter Berücksichtigung der Materialparameter (insbesondere O2- L?slichkeit und strahlende Ratenkonstanten) soll entwickelt werden, um eine zuverl?ssige Bestimmung der 1O2 Quantenausbeute derartiger NPs zu erm?glichen. Weiterhin steht die Frage, bis zu welchem Wert sich die 1O2 Quantenausbeute für wasserl?sliche NPs aus Polythiophen und PEG optimieren l?sst und wieviel von dem generierten 1O2 tats?chlich nutzbar ist (die Oberfl?che des NPs erreicht und verl?sst). Dies wird m?glich durch hochempfindliche, zeitlich und spektral aufgel?ste 1O2 Lumineszenzmessungen (z.T. auch in Echtzeit w?hrend der Synthese vor Ort) und Abgleich mit bestehenden und dem neu zu entwickelnden numerischen Modell. Die Stabilit?t und Biokompatibilit?t der NPs soll getestet werden, weiterhin auch die phototoxische Wirkung auf verschiedenartige Zelltypen (eukariotische Zellen und Bakterien). Etwaige Optimierungsm?glichkeiten werden untersucht, um m?gliche Anwendungsgebiete dieser neuen, leicht im Industriema?stab herstellbaren Photosensibilsator-Klasse zu ermitteln.