@phdthesis{Wachtler2020,
  author    = {Wachtler, Stefan},
  title     = {Synthese und Charakterisierung von funktionalisierten Nanodiamantmaterialien f{\"u}r biomedizinische Anwendungen},
  doi       = {10.25972/OPUS-21075},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-210757},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {In dieser Arbeit ist die Synthese von funktionalisiertem Nanodiamant mit bioaktiven Substanzen, welche vor allem als Wirkstofftransporter eingesetzt werden sollen, beschrieben. Dazu werden zum einen bereits bekannte Anbindungsm{\"o}glichkeiten an Nanodiamant, wie zum Beispiel die Klick-Reaktion, sowie die Ausbildung von Amidbr{\"u}cken verwendet. Zum anderen werden neuartige Funktionalisierungsm{\"o}glichkeiten wie Protein Ligation und Thioharnstoffbr{\"u}cken verwendet und somit das Repertoire an bekannten Anbindungsreaktion erweitert. Des weiteren wurde ein multifunktionales Nanodiamantsystem synthetisiert. Dieses ist in der Lage, zwei verschiedene Molek{\"u}le auf einem Partikel zu immobilisieren. Die verwendeten Methoden erm{\"o}glichen die Anbindung verschiedener Substanzen aus unterschiedlichen Molek{\"u}lgruppen an Nanodiamanten und sind somit universell einsetzbar.},
  subject      = {Synthesediamant},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schweeberg2019,
  author    = {Schweeberg, Sarah},
  title     = {Biomedizinische Anwendung von Nanodiamant: Untersuchungen zu den Wechselwirkungen mit der biologischen Umgebung und zur gezielten Wirkstofffreisetzung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-174619},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Nanodiamant bietet in der Medizin und in der Biologie zahlreiche Anwendungsm{\"o}glichkeiten aufgrund der guten Biokompatibilit{\"a}t und geringen Toxizit{\"a}t. Durch die umfangreichen Funktionalisierungsm{\"o}glichkeiten der Oberfl{\"a}che der nanometergroßen Partikel k{\"o}nnen viele unterschiedliche Wirkstoffe, Rezeptormolek{\"u}le oder Peptidsequenzen angebunden werden ,die zusammen mit Nanodiamant ein anderes, durchaus besseres Wirkprofil aufweisen als der Wirkstoff allein. Ziel dieser Arbeit war die Synthese eines pH-labilen Linkersystems, dass hydroxylhaltige Wirkstoffe kovalent bindet und zusammen mit Nanodiamant in die Zelle, in der ein saurer pH-Wert herrscht, eingeschleust werden. {\"U}ber die {\"A}nderung des pH-Wertes in der Zelle soll der Wirkstoff freigesetzt werden und seine Wirkung entfalten k{\"o}nnen. Weiterhin wurde ein pH-labiles Linkersystem auf der Basis eines Hydrazons hergestellt. {\"U}ber das synthetisierte Hydrazinderivat k{\"o}nnen Wirkstoffe, die {\"u}ber eine Aldehyd- oder Ketonfunktion verf{\"u}gen angebunden werden und pH-labil in der Zelle freigesetzt werden. Zus{\"a}tzlich tr{\"a}gt der Nanodiamant ein kovalent angebundenes Targeting-Molek{\"u}l, welches eine verbesserte Adressierung der Wirkorte gew{\"a}hr¬leisten soll. Die Freisetzung wurde mittels UV-Vis-Spektroskopie detektiert und ausgewertet. Neben der spezifischen Funktionalisierung von Nanodiamant besitzt auch die Interaktion der Nanodiamantpartikel mit biologischen Medien eine besondere Bedeutung f{\"u}r zuk{\"u}nftige biomedizinische Anwendungen. Wenn die Partikeloberfl{\"a}che durch Proteinadsorption gegen{\"u}ber dem Wirkort abgeschirmt wird, so kann der angebundene Wirkstoff gegebenenfalls nicht freigesetzt werden und somit nicht seine Wirkung entfalten und bleibt letztlich ungenutzt. So war es von besonderem Interesse die Wechselwirkungen von Nanodiamant in Humanserum und auch weiteren physiologischen Medien zu untersuchen. Dabei wurden sowohl freie Nanodiamantpartikel als auch solche, die auf klinisch bereits eingesetzten Ger{\"u}stmaterialien im Bereich der Therapie großer Knochendefekte adsorbiert waren, untersucht. Auch wurden die Wechselwirkungen von Nanodiamant mit der physiologischen Umgebung untersucht, die zur Agglomeration der Nanopartikel f{\"u}hren k{\"o}nnen. Es wurde ein unter¬schiedliches Agglomerationsverhalten der Nanodiamanten in w{\"a}ssriger Umgebung verglichen mit Nanodiamanten in physiologischen Medien sowie deren Stabilit{\"a}t im Serum beobachtet. Durch die in dieser Arbeit vorgestellten Untersuchungen konnten wichtige Erkenntnisse zur Wechselwirkung verschieden pr{\"a}parierter und funktionalisierter Nanodiamanten mit physiologisch relevanten Umgebungen sowie zu stimuli-responsiven Wirkstofffreisetzung aus Nanodiamant-Konjugaten gewonnen werden. Zudem wurde mit der Untersuchung der angelagerten Proteine um Nanodiamant ein erster Schritt in Richtung eines umfassenden Verst{\"a}ndnisses der Wechselwirkung dieses Materials mit biologischen Umgebungen unternommen. Auch wenn diese Wechselwirkungen sehr komplex sind, so sind erste Aussagen bez{\"u}glich der Art der angelagerten Proteine m{\"o}glich. Erste Versuche der Stabilisierung von Nanodiamant in physiologischen Medien wurden ebenfalls erfolgreich durchgef{\"u}hrt und zeigen eine effiziente und einfache M{\"o}glichkeit, Nanodiamant in biologischen Medien vor der Agglomeration zu bewahren. Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnen Erkenntnisse bez{\"u}glich mehrfacher Funktionalisierungsm{\"o}glichkeiten von Nanodiamant sowie dessen Stabilisierung in physiologischen Medien zeigen die breite Anwendungsm{\"o}glichkeit und das enorme Potential von Nanodiamant im Bereich medizinischer und biologischer Anwendungen auf.},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heyer2015,
  author    = {Heyer, Steffen},
  title     = {Herstellung dotierter Nanodiamantpartikel und ihre Funktionalisierung mit schwefelhaltigen Gruppen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123465},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {In dieser Dissertation werden Methoden zur Darstellung von Stickstoff- und Bor-dotierten Nanodiamantpartikeln durch Vermahlung von makroskopischem HPHT- und CVD-Diamant mit unterschiedlichen M{\"u}hlen und Mahlverfahren beschrieben. Untersucht wird dabei der Zusammenhang von erzielten Teilchengr{\"o}ßen nach dem Mahlen und den Kristallitgr{\"o}ßen der Ausgangsdiamanten sowie der angewandten Mahlmethode. Durch Anwendung verschiedener oxidativer Methoden wird w{\"a}hrend des Mahlens entstehender sp2-Kohlenstoff entfernt. Ebenfalls wird deren Einfluss auf das Fluoreszenzverhalten NV-haltiger Nanodiamantpartikel analysiert. Des Weiteren werden Syntheserouten zur kontrolliert ablaufender Oberfl{\"a}chenfl{\"a}chenfunktionalisierung von Nanodiamant mit schwefelhaltigen Gruppen wie Thiolen, Trithiocarbonaten und Disulfiden gezeigt, welche eine selektive Anbindung der Diamantpartikel an Goldstrukturen erm{\"o}glicht. Diese Verfahren werden an Detonationsdiamant sowie fluoreszierendem HPHT- und CVD-Diamantpartikeln angewandt. Gegebenfalls kann nach erfolgreicher Anbindung fluoreszierender Nanodiamantpartikel an Goldnanostrukturen unter Ausnutzung von Plasmonenresonanz die einzigartigen Spineigenschaften der NV-Zentren mit Hinblick auf einen m{\"o}glichen Einsatz Stickstoff-dotierter Diamantnanopartikel in der Quanteninformationsverarbeitung untersucht werden.},
  subject      = {Diamant},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lang2013,
  author    = {Lang, Daniel},
  title     = {Beitr{\"a}ge zur Chemie von Nanodiamantpartikeln - Die 1,3-dipolare Cycloaddition auf modifizierten Diamantoberfl{\"a}chen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85078},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Ausgangspunkt war die aus der Fulleren-Chemie bekannte Prato-Reaktion, bei welcher das Ylid in situ aus einer Aminos{\"a}ure und einem Aldehyd generiert wird und anschließend mit den C=C-Bindungen des Fullerens reagiert. Diese Funktionalisierungsmethode wurde nun auf Detonationsnanodiamant {\"u}bertragen. Um zus{\"a}tzliche π-Bindungen auf der Oberfl{\"a}che der Diamantteilchen zu schaffen, wurden diese i.Vak. bei 750 °C ausgeheizt (ND750). F{\"u}r die Immobilisierung wurde die Aminos{\"a}ure Sarcosin gew{\"a}hlt. Dodecanal und 2,4,6-Tris(hexadecyloxy)-benzaldehyd dienten jeweils als Reaktionspartner. Da bereits in fr{\"u}heren Studien gezeigt wurde, dass bei dieser Reaktion der Aldehyd selbst unspezifisch an den Diamanten binden kann und so m{\"o}glicherweise Teile der Oberfl{\"a}che f{\"u}r die spezifische Funktionalisierung blockiert, wurden f{\"u}r die weitere Betrachtung Azomethinylidvorstufen synthetisiert, die selbst nicht in der Lage sind, mit der Diamantoberfl{\"a}che zu reagieren. Diesen Zweck erf{\"u}llten N-heterocyclische Iminiumbromide, die durch Umsetzung des jeweiligen Heteroaromaten mit Bromessigs{\"a}ureethylester bzw. Bromacetonitril erhalten wurden. Alle Ylidvorstufen wurden in Gegenwart von NEt3 in situ zu den gew{\"u}nschten Dipolen umgesetzt und auf Nanodiamant immobilisiert. Neben ND750 wurden auch oxidierter und unbehandelter Diamant (NDox bzw. NDunb) sowie Diamant, der bei 900 °C i.Vak. ausgeheizt wurde (ND900), als Substrat eingesetzt, um den Einfluss der Oberfl{\"a}chenterminierung und des Graphitisierungsgrades auf das Reaktionsverhalten zu studieren. Durch Raman- und IR-Spektroskopie wurde gezeigt, dass NDox sehr viele Carbonylgruppen und wenig C=C-Doppelbindungen auf seiner Oberfl{\"a}che tr{\"a}gt. Durch das Ausheizen i.Vak wurden hingegen zus{\"a}tzliche π-Bindungen erzeugt, die bei ND900 bereits ausgedehntere Bereiche mit sp2-Kohlenstoff bilden. Der Erfolg der Immobilisierung wurde IR-spektroskopisch nachgewiesen. Die Oberfl{\"a}chenbeladung aller hergestellten Diamantaddukte wurde thermogravimetrisch bestimmt. NDox immobilisierte unabh{\"a}ngig vom Reaktionspartner stets die wenigsten Molek{\"u}le auf seiner Oberfl{\"a}che. Deren Terminierung wird von Carbonylgruppen dominiert, die grunds{\"a}tzlich schlechtere Dipolarophile darstellen als C=C-Doppelbindungen. Die {\"u}brigen Diamantmaterialien NDunb, ND750 und ND900 ließen keine eindeutige Tendenz bez{\"u}glich ihrer Reaktionsfreudigkeit erkennen. Die Oberfl{\"a}che des unbehandelten Diamanten NDunb besitzt sowohl Carbonylfunktionen als auch einzelne Bereiche graphitischen Kohlenstoffs. Diese konkurrieren vermutlich um die angebotenen Dipole, sodass die resultierenden Oberl{\"a}chenbeladungen ihrer Konjugate in einem mittleren Wertebereich liegen. Durch das Ausheizen i.Vak. werden viele Carbonylgruppen unter Ausbildung weiterer C=C-Doppelbindungen von der Oberfl{\"a}che entfernt. Bei 750 °C sind diese r{\"a}umlich sehr beschr{\"a}nkt, stark gekr{\"u}mmt und daher sehr reaktiv. Trotzdem erreichte ND750 selten eine Oberfl{\"a}chenbelegung, welche jene von NDunb {\"u}bertrifft. Die π-Bindungen auf seiner Oberfl{\"a}che sind in F{\"u}nf- und Sechsringe eingebaut, um die gekr{\"u}mmte Struktur zu realisieren. Wahrscheinlich besteht f{\"u}r die Cycloaddition an Nanodiamant eine dem Fulleren C60 {\"a}hnliche Regioselektivit{\"a}t bez{\"u}glich der angegriffen Doppelbindung. Somit stehen nicht alle frisch erzeugten C=C-Bindungen f{\"u}r die Reaktion zur Verf{\"u}gung. Bei 900 °C ist die Graphitisierung der Diamantoberfl{\"a}che weiter fortgeschritten. Es entstehen nicht nur neue C=C-Bindungen, sondern bereits gebildete Kohlenstoffkappen beginnen zu koaleszieren, wobei ausgedehntere sp2-Bereiche mit geringerer Kr{\"u}mmung und somit verminderter Reaktivit{\"a}t entstehen. So nimmt die Oberfl{\"a}chenbeladung der meisten ND900-Konjugate nicht weiter zu. Wie aus den Ergebnissen dieser Arbeit hervorgeht, ist die Funktionalisierung von Nanodiamantpartikeln nicht trivial. Sowohl die Oberfl{\"a}chenbeschaffenheit des Diamantmaterials als auch die Struktur des eingesetzten Azomethinylids beeinflussen das Immobilisierungsverhalten. Die vorliegende Arbeit zeigt aber, dass die 1,3-dipolare Cycloaddition von Azomethinyliden eine n{\"u}tzliche Methode zur Funktionalisierung von Nanodiamantpartikeln ist. Sie erm{\"o}glicht des Weiteren die simultane Einf{\"u}hrung mehrerer unterschiedlicher funktioneller Gruppen. Dies macht die untersuchte Reaktion zu einem wertvollen Werkzeug f{\"u}r die Herstellung funktionalisierter Nanodiamantmaterialien, z. B. f{\"u}r biomedizinische Anwendungen.},
  subject      = {Azomethinylide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Meinhardt2011,
  author    = {Meinhardt, Thomas},
  title     = {Effiziente Oberfl{\"a}chen-Funktionalisierung von Nanodiamant durch die Click-Reaktion von Alkinen und Aziden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-66410},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurde die Kupfer(I)-katalysierte Cycloaddition von Alkinen und Aziden ("Click-Chemie") als effiziente, vielseitige und milde Reaktion f{\"u}r die Funktionalisierung von Nanodiamantpartikeln etabliert. Es wurden verschiedene Alkin- oder Azid-funktionalisierte Nanodiamantsysteme hergestellt und deren Reaktivit{\"a}t in Click-Reaktionen anhand vielf{\"a}ltiger Beispiele demonstriert. Hierzu wurden neben einfachen Testverbindungen auch komplexere Substanzen (z. B. ein Mannose-Derivat, Polytriazole, Fluoreszenzfarbstoffe, ein Thiazolium-Organokatalysator) durch Triazolsynthese immobilisiert. Zus{\"a}tzlich wurde eine Methode entwickelt, die die Herstellung funktionalisierter und vollst{\"a}ndig dispergierter Nanodiamant-Prim{\"a}rteilchen erm{\"o}glicht, wobei gezeigt wurde, dass dieser Weg auch f{\"u}r die Funktionalisierung durch Click-Chemie geeignet ist. Die Analyse der Nanodiamantpartikel erfolgte u. a. durch FT-IR, TGA, Elementaranalyse, Partikelgr{\"o}ßen- und Zetapotentialbestimmung, NMR, HR-TEM, UV / Vis sowie Fluoreszenzspektroskopie und -mikroskopie.},
  subject      = {Funktionalisierung <Chemie>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Liang2011,
  author    = {Liang, Yuejiang},
  title     = {Deagglomerierung und Oberfl{\"a}chenfunktionalisierung von Nanodiamant mittels thermochemischer und mechanochemischer Methoden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56296},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Nanodiamant weist aufgrund seiner herausragenden mechanischen, optischen und biokompatiblen Eigenschaften ein enormes Potential auf. F{\"u}r eine erfolgreiche Anwendung muss dieser jedoch zun{\"a}chst desagglomerisiert und an seiner Oberfl{\"a}che funktionalisiert werden. In dieser Arbeit werden zwei unterschiedlichen Methoden zur Deagglomerierung und Oberfl{\"a}chenfunktionalisierung vorgestellt. Im ersten Teil wird die thermochemische Methode beschrieben, um den ungew{\"o}hnlich stark agglomerierten Detonationsnanodiamant zu deagglomerieren. Dabei wird die Strategie verfolgt, den Nanodiamant erst durch eine thermische Behandlung im Vakuum die vorhandenen Oberfl{\"a}chengruppe zu entfernen, π-Bindungen zu etablieren und dann dessen Oberfl{\"a}che durch kovalente Bindungen zu modifizieren. Im zweiten Teil wird eine mechanochemische Methode f{\"u}r die Deagglomerierung und Oberfl{\"a}chenfunktionalisierung vorgestellt. Dabei wird ein v{\"o}llig neuer Ansatz (BASD-Verfahren) entwickelt. Die Ultraschallbehandlung in Kombination mit zus{\"a}tzlichen Mikrokeramikpartikeln eignet sich hervorragend, um Nanodiamant-agglomerate aufzubrechen. Zwei unterschiedliche Reaktionen mit zwei unterschiedlichen Nanodiamantsorten werden getestet: Eine einfache Kondensationsreaktion durch Silanisierung und eine Radikalreaktion {\"u}ber das Diazoniumsalz. In weiteren Experimenten kann gezeigt werden, dass sich die zuerst vorgestellte thermochemische Methode auch eignet, um aus fluoreszierenden NV-Nanodiamant kolloidalen NV-Nanodiamant mit funktionellen Gruppen herzustellen. Der letzte Teil der vorliegenden Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Herstellung von Nanodiamanten aus Diamantfilmen mit Hilfe des Top-down Ansatzes, da der gezielte und kontrollierte Aufbau der Gitterstruktur des Diamanten sowie die kontrollierte Einf{\"u}hrung bisher nur durch CVD oder Ionenimplantationstechnik m{\"o}glich ist.},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {de}
}