Polyelektrolyte: Synthese, Charakterisierung und Komplexbildung

Polyampholyte

Neue, streng alternierende Polyampholyte werden durch radikalische Polymerisation von N,N-Diallyl-N,N-dimethylammoniumchlorid mit N-substituierten Maleinsäure-amiden synthetisiert. Als Seitenketten werden dabei Alkyl- bzw. Arylreste unterschiedlicher Hydrophilie bzw. Hydrophobie eingefügt:

R = H [1],[3]
R = Butyl [1]
R = Octyl [2]
R = Phenyl [3],[4]
R = Biscarboxyphenyl [3],[4]

Durch Variation des pH-Wertes gelingt es dabei die Konformation der Polyampholyte von einer mehr gestreckten Konformation (als Polykation bzw. Polyanion) in eine mehr geknäuelte Konformation (als Polyampholyt am isoelektrischen Punkt) zu überführen [3].

Kooperation:

  • Prof. A. Laschewsky (UP, IAP-FhG)
  • Prof. S. E. Kudaibergenov (Kazakh National Technical University, Almaty)

Ausgewählte Publikationen:

[1] C. Note, J. Ruffin, B. Tiersch, J. Koetz
The influence of polyampholytes on the phase behaviour of microemulsions used as template for the nanoparticle formation
J. Dispersion Sci. And Technology 28 (2007) 1, 155-164 | DOI: 10.1080/01932690600992217
[2] C. Note, J. Koetz, L. Wattebled, A. Laschewsky
Effect of a new hydrophobically modified polyampholyte on the formation of inverse microemulsions and the preparation of gold nanoparticles
J. Colloid and Interface Sci. 308 (2007) 162-169 | DOI: 10.1016/j.jcis.2006.12.047
[3] M. Fechner, J. Koetz
Polyampholyte-surfactant filmtuning in reverse microemulsions
Langmuir 27 (2011) 5316-5323 | DOI: 10.1021/la200791k
[4] M. Fechner, J. Koetz
Potentiometric Behavior of Polyampholytes Based on N,N’-diallyl-N,N’-dimethylammonium Chloride and Maleamic Acid Derivatives
Macromolecular Chemistry and Physics (2011) 212, 2691-2699 | DOI: 10.1002/macp.201100532

Polyplexbildung

Die Komplexbildung zwischen dem Polyanion DNA und kationischen Polyelektrolyten wird als Polyplexbildung bezeichnet und ist von besonderem Interesse für den Gentransfer. Dabei hat sich Polyethylenimin (PEI) in Bezug auf die Transfereigenschaften als sogenannter "Gold"-Standard erwiesen. Der Nachteil des verzweigten PEI ist jedoch seine Zytotoxizität. Basierend auf diesem Erkenntnisstand haben wir in Kooperation mit dem Leibniz-Institut (Dresden) das Komplexbildungsverhalten von zuckermodifizierten PEI-Proben und PEI-umhüllten Goldnanopartikeln untersucht.

Kooperation:

  • Dr. D. Appelhans (Leibniz-Institut, Dresden)

Ausgewählte Publikationen:

[5] J. Rumschöttel, S. Kosmella, C. Prietzel, D. Appelhans, J. Koetz:
Change in size, morphology and stability of DNA polyplexes with hyperbranched poly(ethyleneimines) containing bulky maltose units,
Colloids and Surfaces B 138 (2016) 78-85 | DOI: 10.1016/j.colsurfb.2015.11.061