Fixierung von Arzneistoffen auf Graphenoberflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Siegfried Eigler; Professor Dr. Markus Heinrich
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470387051

In einem aktuellen Gemeinschaftsprojekt konnten die Antragsteller zeigen, dass Arylazocarbonsäureester zu einer neuartigen, defektselektiven Funktionalisierung von Graphen geeignet sind. Im Forschungsvorhaben sollen zunächst weitere Arylradikalquellen unter diversen Reaktionsbedingungen hinsichtlich der Selektivität in der Graphenfunktionalisierung betrachtet werden. Im zweiten Abschnitt werden über die neu entwickelten Funktionalisierungsreaktionen spaltbare Linker mit einem Fluoreszenzfarbstoff an die Graphenoberfläche geknüpft, wodurch die gezielte Freisetzung gebundener Verbindungen mit dem Farbstoff als Modellverbindung studiert werden kann. Die Studien werden sowohl an oberflächengebundenem Graphen, als auch gelösten Derivaten durchgeführt. Schließlich sollen die gesammelten Ergebnisse zur Bindung von Arzneistoffen auf der Graphenoberfläche genutzt werden, wobei im Fall einer kovalenten Bindung spaltbare Linker eine gesteuerte Freisetzung ermöglichen. Die o.g. Selektivität der Graphenfunktionalisierung durch verschiedene Arylradikalquellen wird gezielt dazu eingesetzt, neben den Arzneistoffen aus der Gruppe der Zytostatika auch Polyethylenglykol-Derivate an das Graphen zu binden. Auf diese Weise können nicht nur die Wasserlöslichkeit und das Targeting hinsichtlich der Krebszellen verbessert werden, es ist zudem eine deutliche Reduzierung der für Graphen sonst beobachteten Toxizität möglich. Zusammenfassend ermöglicht die Arylradikal-basierte, selektive Graphenfunktionalisierung damit die Entwicklung neuartiger, medizinisch einsetzbarer Trägersysteme, welche die bisherigen Nachteile von Graphen als Trägermaterial überwinden können. Um gezielt auf eine medizinische Anwendung hinzuarbeiten, werden die im Forschungsprojekt hergestellten Graphen-Konjugate laufend – und zum Abschluss intensiv – hinsichtlich ihrer biomedizinischen Eigenschaften untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Alberto Bianco