FOR 1145:  Strukturbildung von synthetischen polyphilen Molekülen mit Lipidmembranen

• Fachliche Zuordnung: Chemie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 80053741

• Erstellungsjahr: 2020

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Es konnte gezeigt werden, dass neuartige polyphile (Makro)moleküle in Lipidmono- und -doppelschichten eingebaut werden. Besonders berücksichtigt wurde die Chiralität der polyphilen Moleküle und der Lipide. Der Einbau konnte mit speziellen mikroskopischen Methoden (Brewsterwinkelmikroskopie (BAM), Epifluoreszenzmikroskopie und Elektronenmikroskopie (TEM, cryo-TEM), Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS), Fluoreszenz Recovery nach Fotobleichen (FRAP)), spektroskopischen Techniken (Infrarotreflexionsabsorptionsspektroskopie (IRRAS), NMR-Spektroskopie) und kalorischen Techniken (isotherme Titrationskalorimetrie (ITC), Differential Scanning Kalorimetrie (DSC)) nachgewiesen werden. Das grundlegende Ziel der Herstellung von künstlichen Nanostrukturen an und in Membranen wurde somit erreicht. Zur theoretischen Beschreibung wurden numerische Methoden der Quantenchemie mit klassischquantenchemischen Simulationen (Hybrid-QM/MM Methoden) kombiniert. Es gab eine starke Wechselwirkung zwischen den unterschiedlichen Projekten der Forschergruppe. Dies dokumentiert sich auch in den vielen gemeinsamen Publikationen und in dem gemeinsamen Sonderband der Zeitschrift polymers.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Synthesis and Organization of Three-Arm-Star PIB-PEO Block Copolymers at the Air/Water Interface: Langmuir- and Langmuir-Blodgett Film Investigations. Macromol. Chem. Phys. 2010, 211 (2), 204-214
  M. Rother, H. Barqawi, D. Pfefferkorn, J. Kressler, W. H. Binder
  
• Hybrid lipid/polymer giant unilamellar vesicles: Effects of incorporated biocompatible PIB-PEO block copolymers on vesicle properties. Soft Matter 2011, 7, 8100-8110
  M. Schulz, D. Glatte, A. Meister, P. Scholtysek, A. Kerth, A. Blume, K. Bacia, W. H. Binder
  
• A T-shaped amphiphilic molecule forms closed vesicles in water and bicelles in mixtures with a membrane lipid J. Phys. Chem. B. 116, 4871-4878
  P. Scholtysek, A. Achilles, C. Hoffmann, B. Lechner, A. Meister, S. Reuter, C. Tschierske, K. Saalwächter, K. Edwards, A. Blume
  
• Controlling the Localization of Polymer-Functionalized Nanoparticles in Mixed Lipid/Polymer Membranes. ACS-Nano 6, 2012, 8713–8727
  Adekunle, O.; Schulz, M.; Lechner, B.-D.; Scholtysek, P.; Bacia, K.; Blume, A.; Kressler, J.; Binder, W. H.
  
• Formation of 2D spherulites in Langmuir films of amphiphilic T-shaped liquid crystals. J. Coll. Interf. Sci., 372, 192–201, 2012
  S. Reuter, E. Amado, K. Busse, M. Kraska, B. Stühn, C. Tschierske, J. Kressler
  
• Organization of T-Shaped Facial Amphiphiles at the Air/Water Interface Studied by Infrared Reflection Absorption Spectroscopy. J. Phys. Chem B, 2012, 116, 12245–12256
  C. Schwieger, B. Chen, C. Tschierske, J. Kressler, A. Blume
  
• Controlling molecular recognition via lipid/polymer - domains in vesicle membranes. Angew. Chem., 2013, 125(6), 1877-82
  Schulz, M.; Werner, S.; Bacia, K.; Binder, W. H.
  
• Binding of Amphiphilic and Triphilic Block Copolymers to Lipid Model Membranes: The Role of Perfluorinated Moieties. Soft Matter, 2014, 10, 6147-6160
  Schwieger, C.*; Achilles, A.; Scholz, S.; Rüger, J.; Bacia, K.; Saalwaechter, K.; Kressler, J.; Blume, A.
  
• Phase Changes in Mixed Lipid/Polymer Membranes by Multivalent Nanoparticle Recognition. Langmuir 2014, 30, 259-267
  Olubummo, A.; Schulz, M.; Schöps, R.; Kressler, J.; Binder, W. H.
  
• Dendritic Domains with Hexagonal Symmetry Formed by X-Shaped Bolapolyphiles in Lipid Membranes. Chemistry Eur. J. 24, 2015, 8840-8850
  Werner, S.; Ebert, H.; Achilles, A.; Poppe, S.; Lechner, B.-D.; Blume, A.; Saalwächter, K.; Tschierske, C.; Bacia, K.
  
• Molecular arrangement of symmetric and non-symmetric triblock copolymers of poly(ethylene oxide) and poly(isobutylene) at the air/water interface. Journal of Colloid and Interface Science 2015, 437 (0), 80
  Fuchs, C.; Hussain, H.; Schwieger, C.; Schulz, M.; Binder, W. H.; Kressler, J.
  
• Temperature dependent in-plane structure formation of an X-shaped bolapolyphile within lipid bilayers. Langmuir 31, 2015, 2839-2850
  Lechner, B.-D.; Ebert, H.; Prehm, M.; Werner, S.; Meister, A.; Hause, G.; Beerlink, A.; Saalwächter, K.; Bacia, K.; Tschierske, C.; Blume, A.
  
• Unusual triskelion patterns and dye-labelled GUVs: Consequences of the interaction of cholesterol-containing linear-hyperbranched block copolymers with phospholipids. Soft Matter, 11, 6106-6117, 2015
  Scholtysek, P.; Shah, S.W.H.; Müller, S.S.; Schöps, R.; Frey, H.; Blume, A.; Kressler, J.
  
• Unusual triskelion patterns and dye-labelled GUVs: Consequences of the interaction of cholesterol-containing linear-hyperbranched block copolymers with phospholipids. Soft Matter, 2015, 11, 6106-6117
  Scholtysek, P.; Shah, S. W.H.; Müller, S.; Schöps, R.; Frey, H.; Blume, A.; Kressler, J.
  
• Perfluorinated Moieties Increase the Interaction of Amphiphilic Block Copolymers with Lipid Monolayers. Langmuir (2016), 32 (32), 8102-15
  Schwieger, C.; Blaffert, J.; Li, Z.; Kressler, J.; Blume, A.
  
• Perfluorinated moieties increase the interation of amphiphilic block copolymers with lipid monolayers. Langmuir 32, 8102-8115, 2016
  Schwieger, C.; Blaffert, J.; Li, Z.; Kressler, J.; Blume, A.
  
• Self-Assembly of X-Shaped Bolapolyphiles in Lipid Membranes: Solid-State NMR Investigations. Langmuir 2016, 32, 673 − 682
  Achilles, A.; Bärenwald, R.; Lechner, B.-D.; Werner, S.; Ebert, H.; Tschierske, C.; Blume, A.; Bacia, K.; Saalwächter, K.