QUANTIFIZIERUNG DER TRANSPORTKAPAZITäT VON NANOCARRIERN
Die Arbeitsgruppe von Prof. Haag beschäftigt sich mit kugelförmigen Polymeren und deren Eigen¬schaften. Insbesondere ging es während meines Praktikumsaufenthaltes um die Untersuchung bezüglich von Transport- bzw. Carriereigenschaften.
Der Ausgangspunkt sind vielfach-verzweigte Polymere, sogenannte Dendrimere, mit einem Durch¬messer von wenigen Nanometern. Um diese als Transporter zu verwenden, kreiert man eine "Kern-Schale"-Architektur, indem man an solche Dendrimerkerne endständig unterschiedliche Mole¬küle anhängt. Damit sorgt man dafür, dass die Polymere als Ganzes nach außen andere Eigen¬schaften aufweisen, als im Inneren. Durch geeignete Funktionalisierung des Ursprungskerns schafft man so z.B. die Möglichkeit, innerhalb der Dendrimere eine andere Polarität als im Medium zu haben und so Wirkstoffe auch in sonst ungeeigneten Umgebungen und Lösungsmitteln zu befördern. Eine Anwendung wäre beispielsweise die Beladung von Fettcremes mit Vitamin C oder die punktuelle Freisetzung cytotoxischer Stoffe in der Krebstherapie durch pH-Wert-sensible Bindungen zwischen Kern und Hülle.
Die Aufgabe während meines Praktikums bestand darin, „die Theorie zu testen“ und die Einkapselung verschiedener Substanzen, also das „Lösen“ dieser Stoffe im Kern, nach außen geschützt durch die Hülle, zu quantifizieren. Mit Vitamin C, B2 und B6 bzw. Vitamin A, D3, K1 und ß-Karotin wurden sowohl wasserlösliche als auch fettlösliche Gastsubstanzen untersucht:
Als Polymere standen jeweils ein Polyglycerin und ein Polyethylenimin zur Verfügung, also Poly¬mere, die entweder über mehrere O-Brücken bzw. über Stickstoffatome vernetzt und verbrückt sind. Durch eine Funktionalisierung mit Palmitinsäure (CH3-(CH2)14-COOH) und der damit verbundenen unpolaren Hülle waren sie fettlöslich, ebenso wie im zweiten Fall die Wasserlöslichkeit des Poly¬ethylenimins durch eine Glukosehülle erhöht war. Zur Messung wurden verschieden konzentrierte Polymerlösungen mit einem Überschuss an Vitamin versetzt und zur Gleichgewichtseinstellung über Nacht gerührt. Der restlichen Niederschlag wurde abgetrennt und die Lösungen per Spektroskopie untersucht.
Mit Hilfe von UV-VIS Spektren erhält man für die Verbindungen charakteristische Absorptions¬banden. Bei der entsprechenden Wellenlänge kann man mit Hilfe einer Eichkurve des reinen Vitamins die Konzentration und damit das Maß der Einkapselung bestimmen.
Nach anfänglicher Einführung durch Mitarbeiter der Arbeitsgruppe, erfolgte die praktische Arbeit während der 2 Wochen selbstständig an der zeitfüllenden Aufgabenstellung. Bei auftretenden Fragen konnte ich mich immer an einen aus der Arbeitsgruppe wenden.
Durch das Schnupperpraktikum hatte ich die Gelegenheit, die Arbeit in einem komplett ausge¬statteten Unilabor kennen zu lernen und einen Einblick in die Forschung an einer Universität zu bekommen. Außerdem bot es mir die Möglichkeit, Dortmund und seine Umgebung zu erkunden.
Abschließend möchte ich mich bei Prof. Haag und seinen Mitarbeitern sowie den Aktiven im FChO für diese beiden schönen Wochen bedanken.
Henry Bittig