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Elektrochemische und Mikrogravimetrische Untersuchungen an Anorganischen, Organischen und Biologischen Makromolekülen

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden anorganische, organische und biologische
Makromoleküle und Nanomaterialen mit elektrochemischen und mikrogravimetrischen
Methoden untersucht. Neue Peroxo-Zr(IV)/Hf(IV)-Polyoxometallate konnten erstmals elektrochemisch charakterisiert und ihr Potential als Oxidations- und Elektrokatalysatoren demonstriert werden. In cyclovoltammetrischen Messungen der Polyoxometallate (POMs) konnten die Peroxofunktionen anhand ihres irreversiblen Reduktionsstroms identifiziert werden, während die POM-Liganden den typischen reversiblen Strom ihrer W(VI/V)-
Redoxsysteme zeigten. Die zugehörigen Ladungsmengen der kathodischen Halbreaktionen
wurden mittels Coulometrie verifiziert. Die Sauerstofftransferaktivitäten der Peroxo-Zr/Hf-Polyoxometallate auf die Sulfid- bzw. Sulfoxidfunktion der organischen Modellsubstrate Methionin und Methioninoxid konnten mittels Cyclovoltammetrie und hydrodynamischer Voltammetrie mit einer rotierenden Scheibenelektrode über den abnehmenden kathodischen Stroms der Peroxofunktionen überwacht werden. Mittels CV- und UV/VIS-pH-Titrationen wurden zwei POM-Säurekonstanten ermittelt. Neue Preyssler-Polyoxometallat-Multilayer
wurden nach dem Layer-by-Layer-Verfahren auf einer ITO-Quarzglasoberfläche adsorbiert
und cyclovoltammetrisch charakterisiert. Es gelang der Herstellung der ersten
Polyoxometallat-Viologendendrimer- und Polyoxometallat-Trimethylendipyridiniumdendrimer-
Multilayer. In den Cyclovoltammogrammen der Multilayer fiel die Zuordnung der
Wellen zu den einzelnen Redoxsystemen von Polyanion- und Polykationkomponente
aufgrund von Überlagerung der Redoxsignale und deren starke gegenseitige Beeinflussung
schwer. Mittels numerischer Integration konnten aus den Multilayer-Cyclovoltammogrammserien die geflossenen Ladungsmengen und Oberflächenbedeckungen berechnet werden. Ihr linearer Anstieg zeigt den linearen Stoffmengenzuwachs während der sukzessiven Adsorption der Polyanion-Polykation-Doppelschichten sowie die elektrochemische Zugänglichkeit aller
Redoxzentren in den Mulitlayerverbundmaterialien. Die rekombinante Untereinheit C der VATPase
wurde auf einer SAM-modifizierten Quarzkristallmikrowaage (QCM) spezifisch
immobilisiert und mikrogravimetrisch detektiert. Die spezifische Bindung der Untereinheit C an die binäre Alkanthiolat-Matrix erfolgte über die Ni2+-komplexierte NTA-Funktion von Thiol 1, bei gleichzeitiger Unterdrückung der unspezifischen Proteinadsorption durch die
Tetraethylenglykolfunktion von Thiol 2. Als Grund für die mit der QCM nicht nachweisbare
biochemische Wechselwirkung von Untereinheit C und G-Aktin wurde eine sterische
Blockade der Aktin-Bindungsstellen der auf der Matrixoberfläche immobilisierten
Untereinheit C angenommen.

Identiferoai:union.ndltd.org:uni-osnabrueck.de/oai:repositorium.ub.uni-osnabrueck.de:urn:nbn:de:gbv:700-2012122010591
Date20 December 2012
CreatorsOelrich, Holger
ContributorsProf. Dr. Lorenz Walder, Prof. Dr. Hans Reuter
Source SetsUniversität Osnabrück
LanguageGerman
Detected LanguageGerman
Typedoc-type:doctoralThesis
Formatapplication/pdf, application/zip
RightsNamensnennung-NichtKommerziell-KeineBearbeitung 3.0 Unported, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

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