Orientador: Sonia Maria Alves Bueno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bresolin_IgorTadeuLazzarotto_M.pdf: 4686617 bytes, checksum: ed7a688421b5d854024279523878c12a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Anticorpos monoclonais são imunoglobulinas secretadas por clones de linfócitos B, normais, tumorais ou obtidos pela tecnologia de hibridomas. Os anticorpos monoclonais têm sido utilizados nas áreas analítica e terapêutica, o que implica na necessidade de sua obtenção com pureza superior a 95%. Muitos estudos têm sido realizados visando à purificação de anticorpos monoclonais, destacando-se as técnicas de adsorção seletiva, como as cromatografias de troca iônica, hidrofóbica e de afinidade. Neste trabalho aplicou-se a cromatografia de afinidade em membranas de álcool polietileno-vinílico (PEVA), comparando o desempenho dos agentes quelantes (AQ) ácido iminodiacético (IDA), ácido aspártico carboximetilado (CM-Asp) e tris-2(aminoetil)amina (TREN) com íons metálicos imobilizados na purificação de anticorpos monoclonais anti-TNP, isotipo IgG1 a partir de sobrenadante de cultura celular precipitado e dialisado. Para determinar as melhores condições de adsorção e eluição na presença de diferentes sistemas tamponantes, foram testados os quelatos AQ-Ni2+, AQ-Zn2+ e AQ-Co2+, bem como os agentes quelantes sem metal imobilizado como grupos ionogênicos. De acordo com eletroforeses SDS-PAGE e análises ELlSA das frações dos picos de proteína obtidos, as melhores condições utilizadas para a purificação foi o uso de membranas PEVA-IDA-sem metal e PEVA-CM-Asp-Zn2+, em presença de tampão Tris-HCI 50 mM a pH 7,0 e eluição por aumento de concentração de Tris, atingindo fatores de purificação de 138,9 e 103,8 e pureza de 92,3% e 68,1%, respectivamente. A partir das isotermas de adsorção, determinou-se a capacidade máxima de adsorção e a constante de dissociação dos complexos IDA-lgG1 e CM-Asp-Zn2+ -lgG1 que, de acordo com o ajuste dos parâmetros pelo modelo de Langmuir, mostraram alta capacidade de adsorção e constantes de dissociação características de sistemas de afinidade média. Com o módulo de fibras ocas, construído em nosso laboratório, determinaram-se as curvas de ruptura por meio de experimentos de filtração para os processos propostos, e os resultados obtidos demonstraram que os sistemas de fibras ocas PEVA-IDA e PEVA-GM-Asp-Zn2+ são factíveis para a purificação de anticorpos monoclonais do isotipo IgG1 / Abstract: Monoclonal antibodies are immunoglobulins produced by normal, tumoral or hybrids Iymphocytes 8 obtained by hibridoma technology. Hybridomas are resulted from the fusion of Iymphocytes B with malignant myeloma cells which express both the Iymphocyte's property of specific-antibody production and the immortal characteristic of the myeloma cells. Monoclonal antibodies have been used in analytic and therapeutic areas. This application needs highly pure antibodies. Many techniques have been studied focusing monoclonal antibodies purification. These techniques include ion exchange, hydrophobic and affinity chromatography. In this study, we applied polyethylenevinyl alcohol (PEVA) membranes in the purification of monoclonal antibody from cel! culture supematant comparing the chelating agents Iminodiacetic Acid (IDA), Carboxy-methyl Aspartic Acid (CM-Asp) and Tris-2(aminoethyl)amine) (TREN) with different immobilized metal ios, Ni2+, Zn2+ and C02+, and with different buffers. We also evaluated the adsorption and purification of monoclonal antibodies using the chelating agents as ionogenic groups. According to SDS-PAGE electrophoresis and ELlSA analysis, the higher selectivity was obtained in the presence of 50 mM Tris-HCI buffer, pH 7,0 and with elution by increasing Tris concentration, with CM-Asp-Zn2+ and IDA as ionogenic group, which provided the purification of IgG with traces of albumin, reaching purification factors of 138.9 and 103.8 and purities of 92.3% and 68.1, respectively. The adsorbent capacity and the dissociation constant of the complexes IDA-lgG1 e CM-Asp-Zn2+ -lgG1 were determinate from adsorption isotherms. According to Langmuir model, the results indicated that the matrix presents high adsorption capacity and a dissociation constant characteristic for intermediate affinity systems. We also evaluated the breaktrough curves for the proposed processes. These breaktrough curves are important to scale up procedure / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

In dieser Arbeit wurde Atomlagenabscheidung (ALD) zur Herstellung von Einzelschichten und Multischichten auf Kohlenstofffasern, Kohlenstoffgeweben und Siliziumcarbidgeweben verwendet. Im ersten Teil der Arbeit werden bekannte Prozesse zur Herstellung von Titanoxid- und Aluminiumoxidschichten optimiert. Die Zykluszeit wurde so verkürzt, dass die Qualität der Beschichtung und das Wachstum pro Zyklus sich nicht veränderten. Dies hat für die Abscheidung von Aluminiumoxid und Titanoxid zur Folge, dass beide Prozesse von einer Zykluszeit von 120 Sekunden auf 40 Sekunden gekürzt werden können. Im Weiteren werden Multischichten, bestehend aus Aluminiumoxid, Titanoxid-Furfurylalkohol und Titanphosphat auf Kohlenstofffasergewebe und Siliziumcarbidfasergewebe aufgebracht. Hier kann die konforme Beschichtung sowohl auf einzelnen Geweben als auch auf gestapelten Gewebestreifen aufgebracht werden. Dabei verdoppelt sich die zu beschichtende Fläche. Im letzten Teil der Arbeit wird ein neuartiger ALD-Prozess zur Herstellung von Titanphosphatbeschichtungen gezeigt. Zum einen sind die Präkursor TiCl4 und TTMSP und Wasser für die Herstellung einer Schicht nötig. Für diesen Prozess kann ein lineares Wachstum der Schichtdicke in Abhängigkeit der Zyklenzahl und ihre selbstlimitierende Reaktion gezeigt werden. Zusätzlich wird die chemische Zusammensetzung der Beschichtung und ihre Temperaturstabilität untersucht. Durch thermogravimetrische Analyse kann gezeigt werden, dass die Oxidationstemperatur der Kohlenstofffaser mit dieser Beschichtung deutlich erhöht wird.

New complex silicon-containing molecules were made by B(C6F5)3-catalyzed hydrosilation, dehydrocoupling, and dealkylative coupling reactions starting from Si-H reagents. The scope of reactions starting from disilane was expanded to include the formation of silicon-sulfur1, silicon-oxygen and silicon-alkyl side-chains. Reaction inhibition was found with some heteroatom substrates, such as phenols and imines, that strongly bound to B(C6F5)3, and was consistent with the proposed mechanism (Chapter 2). B(C6F5)3 was found to be selective for Si-H activation in reactions of disilane and no competing Si-Si bond cleavage side-reactions were observed. This result will guide future studies and application of B(C6F5)3-catalyzed reactions with polysilanes. A different type of selectivity, the competing B(C6F5)3-catalyzed over-reduction, is evaluated and discussed in Chapter 3. This over-reduction reaction was classified into two distinct cases: alkyl groups for which over-reduction reaction was dependent on the steric bulk of the alkyl group and benzylic groups for which over-reduction was dependent on having an alpha-aryl group. These reactions are consistent with the proposed Piers-Oestreich mechanism (see Chapter 3) and suggest the rate-determining step for over-reduction is the nucleophilic attack of the alkoxysilane (R -O-SiR3) to the R3Si•••H•••B(C6F5)3 complex. Benzylic side-chains were over-reduced regardless of the steric bulk of the aryl groups. Literature precedents suggest that benzyl over-reductions must undergo an alternative mechanism to the Piers-Oestreich mechanism. A number of mechanisms have been proposed in the literature and in Chapter 3, suggesting conventional heteroatom substrate borane or silane-borane complexation. Furthermore, over-reduction of benzylic sulfur containing side-chains was found and this reaction was exploited in the B(C6F5)3-catalyzed synthesis of unique silicon-sulfur silicon-containing products. These over-reduction reactions highlighted the role of the silane for over-reduction and the challenges associated with the post-polymerization modification of poly(phenylsilane). The advances in B(C6F5)3-catalyzed synthesis of small silane molecules suggested reaction conditions and gave spectroscopic benchmarks that were applied to the post polymerization modification of poly(phenylsilane) (Chapter 4). New X-modified poly(phenylsilane) derivatives with thiolato (sulfur), alkoxy/aryloxy (oxygen), amido (nitrogen) and alkyl(carbon) side-chains were prepared with 10-40% incorporation of the ‘X’ group into poly(phenylsilane). These new polysilanes were characterized by the following methods: 1H/13C/29Si NMR, IR, MALS-GPC, EA, and UV-vis absorption spectroscopy. Together, these characterization methods showed that the polysilane had not undergone Si-Si cleavage and thus demonstrated the utility of B(C6F5)3 for the selective activation of Si-H bonds. Thermal decomposition of X-modified poly(phenylsilane) derivatives and parent poly(phenylsilane) showed interesting redistribution pathways (Chapter 5). The thermal decomposition products of poly(phenylsilane) were identified: volatile monosilanes, a structurally complex not-yet-identified phenylsilicon-containing material generated at 500 °C, and a mixture of silicon carbide (SiC) and elemental carbon generated at 800 °C. The B(C6F5)3-catalyzed post-polymerization method (Chapter 4) was evaluated based on the substitution percentage for X-functionalized poly(phenylsilane) derivatives. Reactions of highly electron-donating substrates gave a low amount of X incorporation (10%, e.g. aryloxy side-chains derived from phenol). Aryloxy groups were alternatively introduced via demethanative coupling, which gave a polymer with a greater substitution percentage (25%). The overall impact of the H-to-X substitution reactions was gauged by UV-vis absorption spectra and desirable UV absorption properties would require the modified poly(phenylsilane) to have a high degree of substitution. / Graduate / 2017-09-02

This research work has investigated the electrochemistry of glutathione (GSH)and homocysteine (HCSH) in order to develop sensors for these biological thiols.Ru(bpy)33+ and IrCl62− have been used as mediators for the electrooxidation of GSH andHCSH because direct oxidation of these thiols is slow at most conventional electrodes.The electrochemical detection of GSH and HCSH has been pursued because of their biological roles. Concerted proton electron transfer (CPET) and stepwise proton electron transfer(PT/ET) pathways have been observed in the electrooxidation of GSH and HCSH.Oxidation of GSH by Ru(bpy)33+ carried out in deuterated and undeuterated buffered (pH= pD = 5.0) and unbuffered solutions (pH = pD 5.0−9.0) indicates a CPET pathway. AtpH 7.0 buffered solution, the involvement of the buffer was obvious, with rate increasing as the buffer concentration increases − an indication of a general base catalysis. The oxidation of GSH by IrCl62− follows through CPET at pH 7.0 when the optimum concentration of the buffer is established. The plot of the rate vs. buffer concentration gave a curvature at lower buffer concentration and then a plateau at higher concentration,which implies a change in the rate determining step as the buffer concentration increases.At lower buffer concentration, proton transfer was seen to be the rate determining step asthe reduction current increases upon scan rate increase. In the oxidation of HCSH by IrCl62−, CPET was observed at pH = pD values of7.0 and 8.0, whereas PT/ET was seen at pH = pD values of 9.0 and 10. Increase in the buffer concentration at pH 7.0 revealed the contribution of the buffer, in that, the oxidation proceeds more efficiently, seeing that the catalytic peak current shifts more negatively and the peak broadness diminishes. Increase in the temperature for the electrooxidation of HCSH resulted in increase in the rate.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Synthese von neuen funktionalisierten tripodalen Azaliganden auf Basis von Tris(2-aminoethyl)amin (Tren) und ihrer Charakterisierung als Rezeptoren und Extraktionsmittel für Kationen, Anionen sowie Salze. Die Komplexbildungs- und Phasentransfereigenschaften gegenüber den Kationen Ag(I), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) sowie den Anionen Cl-, Br-, I-, H2PO4-, SO42- und HCrO4- wurden durch Flüssig-Flüssig-Extraktion und Flüssigmembrantransport, 1H-NMR-Spektroskopie sowie Silberpotentiometrie untersucht; Struktur-Wirkungsbeziehungen für die jeweiligen Wirt/Gast-Systeme wurden abgeleitet. Röntgenkristallstrukturanalysen ausgewählter Komplexe mit den Kationen Ag(I), Ni(II) und Cu(II), den Anionen Br- und BF4- sowie dem Salz Hg(ClO4)2 ergänzten die gewonnenen Aussagen durch detaillierte Informationen zur Struktur und zu den auftretenden Wechselwirkungen. In die Betrachtungen wurden vergleichende Untersuchungen zur Ag(I)-Bindung durch strukturverwandte tripodale Schiffsche Basen einbezogen. Zusammenfassend wird der Einfluss der unterschiedlichen ligandspezifischen Charakteristika sowie der Substratspezies auf die Komplexbildung in Lösung und die Festkörperstruktur diskutiert. Die untersuchten tripodalen Aminverbindungen auf Basis von Tren zeigten in Abhängigkeit von ihrer Struktur ein differenziertes Extraktionsverhalten im System Metallsalz-Puffer-Wasser/Ligand-Chloroform. Als wesentliche Einflussfaktoren auf die Extraktion erwiesen sich Art, Anzahl und Anordnung der Donoratome sowie die differenzierte Lipophilie der Liganden. Die Zusammensetzung der extrahierten Komplexe in der organischen Phase ergab sich in den meisten Fällen zu 1:1 (Ag(I) : Ligand). Die bestimmte Reihe steigender Komplexstabilität für die 1:1-Komplexe von Ag(I) in Methanol unterstreicht in Analogie zu den Extraktionsuntersuchungen den Einfluss der Ligandcharakteristika auf die Komplexbildung. So führten Liganden mit tertiären Aminstickstoffatomen, zusätzlichen O-Donoratomen sowie sterisch anspruchsvollen Substituenten im Molekül zu geringeren Komplexstabilitäten, während zusätzliche S- und Pyridin-N-Donoratome in den untersuchten Aminverbindungen eine deutliche Steigerung der bestimmten Konstanten ergaben. Vergleichende Untersuchungen mit tripodalen Iminopodanden zeigten mit Ausnahme des 2-pyridylmethyl-substituierten Liganden generell niedrigere Stabilitäten der Ag(I)-Komplexe. 1H-NMR-Untersuchungen zur Komplexbildung in Lösung deuten unter veränderten Bedingungen auch auf einen möglichen Wechsel in der Komplexzusammensetzung und im Bindungsmuster für Ag(I) in Abhängigkeit von den im Molekül vorhandenen Donorfunktionen hin. Während für N4-Liganden ohne zusätzliche Donoratome sowie in Anwesenheit von S- und N-Donoratomen eine Zusammensetzung (Ag(I) : Ligand) von 1:1 bestimmt wurde, führen zusätzliche Pyridin-N-Donoratome zu einem stöchiometrischen Verhältnis von 3:2. Die Röntgenstrukturanalysen der Ag(I)-Komplexe von tripodalen Schiffschen Basen mit unterschiedlichen Substituenten unterstreichen die Variabilität der Koordinationsgeometrie von Ag(I) in Abhängigkeit vom Liganden. Interessant ist die Ausbildung von schwachen C-H···Ag-Wasserstoffbrücken in den Ag(I)-Komplexen der benzyl- und 4-biphenylmethyl-substituierten Liganden. Für die Kationen Co(II) und Zn(II) wurden mit den untersuchten Liganden generell nur geringe Extrahierbarkeiten erzielt. Dabei ist der Einfluss von Ligandstruktur sowie Lipophilie der Verbindungen auf die Extraktion stärker ausgeprägt als für Ag(I). Die Extraktion aus einem Gemisch von Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) zeigte generell einen Anstieg der Extraktion in der Reihe Co(II) < Ni(II) < Zn(II) < Cd(II) < Cu(II). Lediglich die Verbindung mit einer OH-Funktion in 2-Position der aromatischen Substituenten führte zu höheren Extraktionsausbeuten für Co(II), Ni(II) und Cd(II) gegenüber Cu(II) und Zn(II). Röntgenstrukturanalysen von vier Cu(II)- bzw. Ni(II)-Komplexen veranschaulichen die bevorzugte höhere Koordinationszahl dieser Metallionen in relevanten Komplexen im Vergleich zu Ag(I). Die höhere Koordinationszahl wird dabei durch eine zusätzliche Koordination von Anionen oder Lösungsmittelmolekülen erreicht. Im Gegensatz zu den Kationen ist die Anionenextraktion wesentlich sensitiver gegenüber wechselnden experimentellen Bedingungen. Das hängt insbesondere mit den veränderten Bindungsverhältnissen in Anionenkomplexen zusammen. So wird die Extraktionsausbeute stark durch die Lipophilie der Liganden beeinflusst; ein signifikanter Anionentransport in die organische Phase wurde lediglich mit lipophilen Liganden erzielt. Die beobachtete Abstufung steigender Extraktion SO42- < Cl- < HCrO4- < I- ist in Übereinstimmung mit der zunehmenden Lipophilie dieser Anionen. In Abhängigkeit von der Natur der vorhandenen N-Donorfunktionen im Liganden und der Struktur der Liganden insgesamt wurde ein ausgeprägter pH-Einfluss auf die Extraktion der Anionen beobachtet. Während für die Liganden mit sekundären Aminfunktionen hohe Extrahierbarkeiten bei einem pH-Wert von ca. 5 auftraten, stiegen die Extraktionsausbeuten für Verbindungen mit tertiären Aminstickstofffunktionen mit abnehmenden pH-Wert kontinuierlich an. Die untersuchten Anionen wurden vorwiegend unter Bildung von 1:1- und 1:2-Komplexen (Anion : Ligand) in die organische Phase überführt. Für den Membrantransport war eine steigende Transportrate entsprechend der Dominanz der Lipophilie in der Reihe H2PO4- < SO42- < Cl- < Br- charakteristisch. Ein bevorzugter Transport von Cl- gegenüber Br- wurde hingegen mit sterisch anspruchsvollen Liganden sowie ausgeprägt lipophilen Verbindungen erreicht. Die Strukturen von zwei Anionenkomplexen mit BF4- bzw. Br- zeigen differenzierte Bindungsmuster. Einmal verhindern in einem Iminopodanden starke intramolekulare Wasserstoffbrücken zwischen dem protonierten Brückenstickstoff und den Iminfunktionen der Podandarme einen Einschluss des BF4--Anions in den vorliegenden Pseudokäfig, so dass die Koordination des Anions lediglich über schwache C-H···F-Kontakte an der Ligandperipherie erfolgt. Im Gegensatz dazu sind in einem N4-Aminliganden die drei Aminfunktionen der Podandarme protoniert. Die Br--Ionen werden sowohl durch ladungsunterstützte N-H···Br- als auch durch C-H···Br-Wasserstoffbrücken vom Liganden koordiniert. Weiterhin konnte in der Arbeit der Nachweis geführt werden, dass durch die Kombination von kationen- und anionenbindenden Funktionseinheiten in einem tripodalen Liganden die simultane Bindung und Extraktion von Kationen und Anionen möglich wird. Die Röntgenkristallstruktur eines Hg(ClO4)2-Komplexes bestätigt dabei die gleichzeitige Koordination von Kation und Anion durch die unterschiedlichen spezifischen Funktionseinheiten im Molekül.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Synthese von neuen funktionalisierten tripodalen Azaliganden auf Basis von Tris(2-aminoethyl)amin (Tren) und ihrer Charakterisierung als Rezeptoren und Extraktionsmittel für Kationen, Anionen sowie Salze. Die Komplexbildungs- und Phasentransfereigenschaften gegenüber den Kationen Ag(I), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) sowie den Anionen Cl-, Br-, I-, H2PO4-, SO42- und HCrO4- wurden durch Flüssig-Flüssig-Extraktion und Flüssigmembrantransport, 1H-NMR-Spektroskopie sowie Silberpotentiometrie untersucht; Struktur-Wirkungsbeziehungen für die jeweiligen Wirt/Gast-Systeme wurden abgeleitet. Röntgenkristallstrukturanalysen ausgewählter Komplexe mit den Kationen Ag(I), Ni(II) und Cu(II), den Anionen Br- und BF4- sowie dem Salz Hg(ClO4)2 ergänzten die gewonnenen Aussagen durch detaillierte Informationen zur Struktur und zu den auftretenden Wechselwirkungen. In die Betrachtungen wurden vergleichende Untersuchungen zur Ag(I)-Bindung durch strukturverwandte tripodale Schiffsche Basen einbezogen. Zusammenfassend wird der Einfluss der unterschiedlichen ligandspezifischen Charakteristika sowie der Substratspezies auf die Komplexbildung in Lösung und die Festkörperstruktur diskutiert. Die untersuchten tripodalen Aminverbindungen auf Basis von Tren zeigten in Abhängigkeit von ihrer Struktur ein differenziertes Extraktionsverhalten im System Metallsalz-Puffer-Wasser/Ligand-Chloroform. Als wesentliche Einflussfaktoren auf die Extraktion erwiesen sich Art, Anzahl und Anordnung der Donoratome sowie die differenzierte Lipophilie der Liganden. Die Zusammensetzung der extrahierten Komplexe in der organischen Phase ergab sich in den meisten Fällen zu 1:1 (Ag(I) : Ligand). Die bestimmte Reihe steigender Komplexstabilität für die 1:1-Komplexe von Ag(I) in Methanol unterstreicht in Analogie zu den Extraktionsuntersuchungen den Einfluss der Ligandcharakteristika auf die Komplexbildung. So führten Liganden mit tertiären Aminstickstoffatomen, zusätzlichen O-Donoratomen sowie sterisch anspruchsvollen Substituenten im Molekül zu geringeren Komplexstabilitäten, während zusätzliche S- und Pyridin-N-Donoratome in den untersuchten Aminverbindungen eine deutliche Steigerung der bestimmten Konstanten ergaben. Vergleichende Untersuchungen mit tripodalen Iminopodanden zeigten mit Ausnahme des 2-pyridylmethyl-substituierten Liganden generell niedrigere Stabilitäten der Ag(I)-Komplexe. 1H-NMR-Untersuchungen zur Komplexbildung in Lösung deuten unter veränderten Bedingungen auch auf einen möglichen Wechsel in der Komplexzusammensetzung und im Bindungsmuster für Ag(I) in Abhängigkeit von den im Molekül vorhandenen Donorfunktionen hin. Während für N4-Liganden ohne zusätzliche Donoratome sowie in Anwesenheit von S- und N-Donoratomen eine Zusammensetzung (Ag(I) : Ligand) von 1:1 bestimmt wurde, führen zusätzliche Pyridin-N-Donoratome zu einem stöchiometrischen Verhältnis von 3:2. Die Röntgenstrukturanalysen der Ag(I)-Komplexe von tripodalen Schiffschen Basen mit unterschiedlichen Substituenten unterstreichen die Variabilität der Koordinationsgeometrie von Ag(I) in Abhängigkeit vom Liganden. Interessant ist die Ausbildung von schwachen C-H···Ag-Wasserstoffbrücken in den Ag(I)-Komplexen der benzyl- und 4-biphenylmethyl-substituierten Liganden. Für die Kationen Co(II) und Zn(II) wurden mit den untersuchten Liganden generell nur geringe Extrahierbarkeiten erzielt. Dabei ist der Einfluss von Ligandstruktur sowie Lipophilie der Verbindungen auf die Extraktion stärker ausgeprägt als für Ag(I). Die Extraktion aus einem Gemisch von Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) zeigte generell einen Anstieg der Extraktion in der Reihe Co(II) < Ni(II) < Zn(II) < Cd(II) < Cu(II). Lediglich die Verbindung mit einer OH-Funktion in 2-Position der aromatischen Substituenten führte zu höheren Extraktionsausbeuten für Co(II), Ni(II) und Cd(II) gegenüber Cu(II) und Zn(II). Röntgenstrukturanalysen von vier Cu(II)- bzw. Ni(II)-Komplexen veranschaulichen die bevorzugte höhere Koordinationszahl dieser Metallionen in relevanten Komplexen im Vergleich zu Ag(I). Die höhere Koordinationszahl wird dabei durch eine zusätzliche Koordination von Anionen oder Lösungsmittelmolekülen erreicht. Im Gegensatz zu den Kationen ist die Anionenextraktion wesentlich sensitiver gegenüber wechselnden experimentellen Bedingungen. Das hängt insbesondere mit den veränderten Bindungsverhältnissen in Anionenkomplexen zusammen. So wird die Extraktionsausbeute stark durch die Lipophilie der Liganden beeinflusst; ein signifikanter Anionentransport in die organische Phase wurde lediglich mit lipophilen Liganden erzielt. Die beobachtete Abstufung steigender Extraktion SO42- < Cl- < HCrO4- < I- ist in Übereinstimmung mit der zunehmenden Lipophilie dieser Anionen. In Abhängigkeit von der Natur der vorhandenen N-Donorfunktionen im Liganden und der Struktur der Liganden insgesamt wurde ein ausgeprägter pH-Einfluss auf die Extraktion der Anionen beobachtet. Während für die Liganden mit sekundären Aminfunktionen hohe Extrahierbarkeiten bei einem pH-Wert von ca. 5 auftraten, stiegen die Extraktionsausbeuten für Verbindungen mit tertiären Aminstickstofffunktionen mit abnehmenden pH-Wert kontinuierlich an. Die untersuchten Anionen wurden vorwiegend unter Bildung von 1:1- und 1:2-Komplexen (Anion : Ligand) in die organische Phase überführt. Für den Membrantransport war eine steigende Transportrate entsprechend der Dominanz der Lipophilie in der Reihe H2PO4- < SO42- < Cl- < Br- charakteristisch. Ein bevorzugter Transport von Cl- gegenüber Br- wurde hingegen mit sterisch anspruchsvollen Liganden sowie ausgeprägt lipophilen Verbindungen erreicht. Die Strukturen von zwei Anionenkomplexen mit BF4- bzw. Br- zeigen differenzierte Bindungsmuster. Einmal verhindern in einem Iminopodanden starke intramolekulare Wasserstoffbrücken zwischen dem protonierten Brückenstickstoff und den Iminfunktionen der Podandarme einen Einschluss des BF4--Anions in den vorliegenden Pseudokäfig, so dass die Koordination des Anions lediglich über schwache C-H···F-Kontakte an der Ligandperipherie erfolgt. Im Gegensatz dazu sind in einem N4-Aminliganden die drei Aminfunktionen der Podandarme protoniert. Die Br--Ionen werden sowohl durch ladungsunterstützte N-H···Br- als auch durch C-H···Br-Wasserstoffbrücken vom Liganden koordiniert. Weiterhin konnte in der Arbeit der Nachweis geführt werden, dass durch die Kombination von kationen- und anionenbindenden Funktionseinheiten in einem tripodalen Liganden die simultane Bindung und Extraktion von Kationen und Anionen möglich wird. Die Röntgenkristallstruktur eines Hg(ClO4)2-Komplexes bestätigt dabei die gleichzeitige Koordination von Kation und Anion durch die unterschiedlichen spezifischen Funktionseinheiten im Molekül.

Monolithische Phasen werden seit ca. 20 Jahren entwickelt und sind in den letzten Jahren eine attraktive Alternative zu etablierten mit Partikeln gefüllten Säulen geworden. Sie werden in anorganische Phasen und organische Polymermonolithe unterteilt. Monolithe bestehen aus einem einzigen, durchgehenden Stück. Charakteristisch ist das sie durchziehende Porennetzwerk, durch das der Eluent mit geringerem hydraulischen Widerstand fließen kann und das somit schnellere Flussraten ermöglicht. Polymermonolithe werden vorwiegend für die Separation großer Biomoleküle aufgrund eines durch Konvektion beschleunigten Massentransfers eingesetzt. Zudem sind sie über einen breiten pH-Wert-Bereich stabil und können direkt (in situ) im gewünschten Format polymerisiert werden. In der vorliegenden Arbeit gelang die Herstellung neuartiger epoxidbasierter Phasen nach einem von Weller et al. entwickelten Konzept, die im Affinitätsexperiment angewendet wurden. Die Herstellung erfolgte durch Autopolymerisation polyfunktioneller Glycidylether. Für die Funktionalisierung wurden nicht polymerisierte Epoxide genutzt. Als Monomere dienten TEPIC, GE 100 sowie GE 500. Die Arbeiten konzentrierten sich vor allem auf die bei Raumtemperatur durchführbaren Synthesen mit dem höher funktionellen GE 500. Die Polymerisationsbedingungen wurden hinsichtlich Porogenmischung und -anteil optimiert. Eine mit 75 Vol.-% Porogen (Dioxan/ MTBE (2:3)) hergestellte und mit rProtein A funktionalisierte Kapillarsäule (66 %, 12 µm, 7m2/g) ergab im Affinitätsexperiment eine Kapazität von 0,44 mg/mL aus Kaninchenserum isolierbarem IgG. Durch Beimischung von 60 % BDE konnte der Epoxidgehalt vervierfacht und die Porengröße auf 400 nm bei 59 % Porosität reduziert werden. Die spezifische Oberfläche wurde verdreifacht und die Kapazität präparierter Disks auf 0,90 mg/mL etwa verdoppelt. Die in dieser Arbeit entwickelten Disks können zur Isolierung von IgG aus einer komplexen Probe, wie beispielsweise Blutserum, eingesetzt werden. / Monolithic supports have been developed since 20 years and have become an attractive alternative to well-established columns packed with particles over the past years. They are classified into inorganic media and organic polymer monoliths. Monoliths consist of a single, continuous piece with an integrated characteristic porous network through which the eluent can flow with lower hydraulic resistance and which consequently offers higher flow rates. Due to an accelerated mass transfer caused by convection polymer monoliths are mainly used for separation of large biomolecules. In addition, they are stable over a wide pH range and can be polymerized directly (in situ) in the desired format. In the present work the successful preparation of new epoxide-based supports according to a concept introduced by Weller et al. as well as their application in affinity chromatography are reported. Their preparation was carried out by self-polymerization of polyfunctional glycidyl ethers and for functionalization non-polymerized epoxide groups were used. As monomers TEPIC, GE 100 and GE 500 were utilized. The work has focused especially on the polymerization of the higher functional GE 500, which can be perfomed at room temperature and was optimized in terms of both composition and amount of porogen. The extraction of IgG from rabbit serum with a capillary column (66 %, 12 µm, 7m2/g) prepared by 75 vol.-% porogen (dioxane/ MTBE (2:3)) and functionalized with rprotein A resulted in a capacity of 0,44 mg/mL. By addition of 60 % BDE the epoxide content was quadrupled and the pore size reduced to 400 nm while maintaining consistently high porosity of 59 %. The specific surface area was tripled and the capacity of prepared disks approximately doubled to 0,90 mg/mL. The disks developed in this work can be applied for the isolation of IgG from complex samples such as serum.

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As a natural composite material, wood exhibits complex structural char-acteristics and diverse behavior under compression and tensile forces. Itsanisotropic nature results in mechanical properties that vary depending onthe load direction along its longitudinal, tangential, and radial grains. An im-portant property of anisotropic materials is the modulus of elasticity, whichrelates stress to strain and demonstrates directional variations.This study focuses on investigating the mechanical properties of pinewood,particularly stiffness, and deformation, in the longitudinal direction duringcompression, taking into account the effect of the sample size. The digitalimage correlation (DIC) method is utilized to measure deformation, an op-tical technique that involves tracking motion in DIC patterns. Wood, beinga renewable and natural composite resource, has been widely used as a con-struction material and for various other purposes for centuries. Its physicaland mechanical properties encompass a broad spectrum influenced by factorssuch as species, moisture content, density, and temperature.This research aims to analyze the size-dependent effects on deformation andstiffness in pine wood samples using the DIC method. Initially, three sam-ple sizes were compared, namely 10 × 10 × 10mm3, 20 × 20 × 20mm3, and25 × 25 × 100mm3 these were selected based on Afshar (2022) and Walley& Rogers (2022). However, the sample size of 20 × 20 × 20mm3 producedinsufficient results due to equipment limitations to test them under sufficientload. Among the remaining sample groups, nine specimens from each groupwere tested and compared in terms of stiffness and deformation. The exper-imental results did not provide statistically significant data supporting thepresence of a noticeable size effect between the dimensions of the samples10 × 10 × 10mm3 and 25 × 25 × 100mm3. / Trä är ett förnybart och naturligt kompositmaterial och har i århundradenanvänts som byggmaterial och för olika ändamål. Dess fysikaliska och mekaniskaegenskaper omfattar ett brett spektrum som påverkas av faktorer som fuk-thalt, densitet och temperatur. Trä som ett naturligt kompositmaterial ochdess komplexa strukturella egenskaper visar varierande beteende vid tryckoch dragkrafter. Träets anisotropa natur gör att dess mekaniska egenskapervarierar beroende på belastningsriktning, längs dess längd, tangential ellerradial riktning. För anisotropa material är elasticitetsmodulen en viktig egen-skap som varierar längs de olika riktningarna. Vilket är ett samband mellanspänning och deformationen och visar riktningsvariationer.Den här studien syftar till att undersöka de mekaniska egenskaper hos furu.Den här studien undersöker storleks-effekt i materialet furus styvhet och de-formationen längs fiberriktning (längd) vid kompression med hjälp av DigitalImage Correlation (DIC). Metoden DIC är en optisk teknik som mäter de-formationen hos material med hjälp av spårningsmönster på materialet.För att se storleks effekten hos trä jämfördes initiellt tre provstorlekar, näm-ligen 10 × 10 × 10mm3, 20 × 20 × 20mm3, och 25 × 25 × 100mm3 dessa provs-torlekar valdes baserat på Afshar (2022) och Walley & Rogers (2022). Dockproducerade provstorleken 20 × 20 × 20mm3 otillräckliga resultat på grundav begränsningar i utrustningen för att testa dem under tillräcklig belast-ning. Bland de återstående provgrupperna testades och jämfördes nio provfrån varje grupp när det gäller styvhet och deformation. De experimentellaresultaten gav inte statistiskt signifikanta data som stödjer förekomsten aven märkbar storlekseffekt mellan dimensionerna hos proven 10 × 10 × 10mm3och 25 × 25 × 100mm3.