Zeitaufgelöste Untersuchung der Dynamik elektronischer Ladungstransfer-Prozesse in bioanorganischen Komplexen - Entwicklung der technischen Grundlagen

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Bauer; Professor Henry N. Chapman, Ph.D.; Professor Dr. Gerald Henkel; Professor Dr. Michael Rübhausen
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 159419156

Unser Ziel ist die Entwicklung neuartiger zeitaufgelöster Experimentiertechniken an einzigartigen Photonenquellen, um die Dynamik des Ladungstransferprozesses in kupferbasierten biologischen Komplexen und ihren Modellen. Dazu weiterentwickeln und nutzen wir Methoden wie Inelastische Lichtstreuung und Röntgenabsorptionsspektroskopie, sowohl für statische als auch für zeitaufgelöste Studien. Die Kombination beider Methoden erlaubt die Ermittlung makroskopischer Strukturänderungen, die mit Ladungstransferprozessen einher gehen, wodurch wir diesen zentralen Punkt biologischer Reaktionen besser verstehen wollen.Hierbei konzentrieren wir uns auf synthetische Komplexe für Schlüsselzustände dreier wichtiger biologischer Prozesse. Stets basiert die biologische Funktion auf den einzigartigen chemischen Eigenschaften des essentiellen Biometalls Kupfer. Die zugrundeliegenden Komplexe sind ideal geeignet, um auf eine optische Anregung mit einem Ladungstransfer vom Liganden zum Metallion zu reagieren. Diese Reaktion kann potentiell die biologische Funktionalität durch eine Strukturänderung induzieren. Methoden wie Inelastische Lichtstreuung und Röntgenabsorptionsspektroskopie, die Änderungen der elektronischen und geometrischen Konfiguration synchron ermitteln, sind daher ideal für das Studium dieser biophysikalischen Mechanismen geeignet. Durch die Entwicklung von zeitaufgelösten Messinstrumenten für diese Methoden wollen wir die Zeit- und Kopplungskonstanten für Metall-Donor Bindungen und Übergänge sowie der beteiligten Orbitale analysieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1405: Dynamik von Elektronentransferprozessen an Übergangsmetallzentren in biologischen und bioanorganischen Systemen