Ultra-Breitband DEER und ESEEM an Metallzentren

• Antragsteller: Professor Dr. Gunnar Jeschke
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221296617

Anregungsbandbreiten von mehr als 500 MHz führen zu erheblich gesteigerter Empfindlichkeit in Puls-EPR-Experimenten und sind in den letzten Jahren durch Anregung mit arbiträren Wellenformen möglich geworden. In diesem Projekt werden wir eine solche Methodik für zwei Schlüsselexperimente bis zu einem Punkt entwickeln, an dem sie auf Proteinproben anwendbar wird. Um die Empfindlichkeit von Metall-Metall-DEER-Messungen von Abstandsverteilungen im Nanometerbereich zu steigern, werden wir uns einer Kombination von drei Ultra-Breitband- (UWB) Techniken bedienen, nämlich Chirp-Pump-Pulsen zur Erhöhung der Modulationstiefe, einer Chirp-Echo-Beobachtungssequenz und, für Metallzentren mit S > 1/2 wie etwa Gd(III), einer Präpolarisation des zentralen Übergangs durch Populationstransfer von den Satellitenübergängen. Eine weitere Empfindlichkeitssteigerung ist von einer Beobachtung einer Serie von refokussierten UWB-Echos zu erwarten. Mit UWB 2D FT-EPR-korrelierten ESEEM und 3D-FT-EPR-korrelierten HYSCORE-Experimenten können wir Kernfrequenzen von Metallionen oberhalb von 100 MHz messen. Diese Experimente werden wir auf mikrokristalline Proben und glasartig gefrorene Lösungen erweitern. Nach Messungen an Cu2+-, VO2+- und Mn2+-Zentren werden wir diese Techniken schließlich auf einen binuklearen Mn(III)-Mn(IV)-Komplex anwenden, der ein Viellinien-EPR-Spektrum aufweist, das ohne zusätzliche experimentelle Information nicht vollständig analysiert werden kann.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1601: New Frontiers in Sensitivity for EPR Spectroscopy: from Biological Cells to Nano Materials
• Internationaler Bezug: Schweiz