Module in biophysikalischer oder makromolekularer Chemie

Polymere Therapeutika für den Transport pharmakologisch aktiver Nucleinsäuren (OC, Makro, BioPC, MakroBio)

Zielsetzung:

Darstellung und Charakterisierung funktionaler und stimuli-responsiver RNA und DNA Trägersysteme

Chemie:

• Kontrollierte radikalische Polymerisationen zur Darstellung von Block-Copolymeren unterschiedlichser Architektur
• organische Synthese funktioneller Linker und Vernetzer mit stimuli-responsiven Elementen
• Synthese und Funktionalisierung polymerer Nanopartikel

Charakterisierung:

• Analytische Methoden der Organischen und Makromolekularen Chemie (NMR-Techniken, Massenspektrometrien, GPC, sonstige Spektroskopie-Techniken, etc.)
• erweiterte physikochemische Charakterisierungen (DLS, FCS, AFM, TEM, etc.)

Amphiphile Copolymere für den Wirkstofftransport u.a. über die Bluthirnschranke (BioPC, BioPolymere, Makro, OC)

Zielsetzung:

Biologisch kompatible und abbaubare Polymere für gezielten Wirkstofftransport auch über biologische Barrieren, wie die Bluthirnschranke (BHS). Neben der Synthese sollen die Polymere auch in vitro und in vivo charakterisiert werden.

experimentelle Methoden:

• Synthese amphiphiler Copolymere für medizinische Anwendung über kontrollierte radikalische Polymerisation (RAFT)
• Untersuchung der Aggregatbildung biologisch kompatibler Polymere
• Beladen der verschiedenen Polymere mit Pharmaka
• in vitro Evaluierung der Polymere (Zellaufnahme, Abbaustudien)
• in vivo Evaluierung: Körperverteilung und Transport von Psychopharmaka über die BHS

Charakterisierung:

• NMR
• GPC
• HPLC
• Fluoreszenzspektroskopie
• dynamische Lichtstreuung
• Fluoreszenz Korrelations Spektroskopie
• Verhaltensversuche

Schaltbare Polymerbeschichtungen für die Diagnostik in Life-Science Anwendungen (OC, Makro, BioPolymere)

Zielsetzung:

Etablierung neuartiger Polymere um gezielt Targetstrukturen zu immobilisieren und auf ein externes Signal hin freizulassen.

Chemie:

• Darstellung von Hybridpolymeren unter Verwendung von Polykondensationn oder kontrolliert radikalischer Polymerisation
• Organische Synthese von zielerkennenden Strukturen, Linkern und neuartigen Monomeren
• Oberflächenfunktionalisierung interessanter Werkstoffe in der medizinischen Diagnostik
• Erstellen von Bioassays

Charakterisierung:

• Analytische Methoden in der organischen Chemie, u.a. NMR-Spektroskopie, ATR-Infrarotspektroskopie
• Werkstoffeigentschaften über GPC, TGA
• Oberflächenaufklärung über Kontaktwinkel, AFM, diverse Spektroskopietechniken
• Evaluierung der erhaltenen Bioassays je nach Art, z.B. über Fluoreszenzreader, Bindungsstudie u.v.m.

Der Schwerpunkt kann individuell auf verschiedene Bereiche (z.B. organische Chemie, Makromolekulare Chemie oder Analytik) gelegt werden.

HPMA basierte Polymersysteme: Evaluierung ihrer Struktur-Wirkungsbeziehungen im Tumormodell in vitro und in vivo (BioPC, Biopolymere, MakroPC, OC)

Zielsetzung:

Synthese HPMA basierter Copolymere sowie Blockcopolymere mit selektiven Targetingsequenzen zur Anwendung als Polymere Therapeutika in Tumorakkumulationsstudien. Des Weiteren Vorbereitung der Polymersysteme für in vitro Untersuchung und radioaktive Markierung.

Chemie:

• Synthese von definierten Polymerstrukturen mittels kontrollierter RAFT Polymerisation.
• Synthese von selektiven Targetingsequenzen, sowie Modulation der Aggregatstrukturen mittel funktioneller Gruppen.
• Untersuchung der Polymer Aggregate auf Größe und mizellare Struktur
• In vitro Studien hinsichtlich Aufnahmewege der verschiedenen Polymersysteme im Tumormodell sowie Protein-Polymer Wechselwirkung.
• In vivo Studien der Körperverteilung mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET).

Charakterisierung:

• NMR
• IR
• GPC
• HPLC
• Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS)
• Fluoreszenzmikroskopie
• Dynamische Lichtstreuung
• Ring-Tensiometrie
• PET