@phdthesis{Wehner2019,
  author    = {Wehner, Tobias},
  title     = {Multifunktionale Kompositmaterialien auf Basis lanthanidhaltiger Verbindungen mit lumineszierenden Nanopartikeln und superparamagnetischen Mikropartikeln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158186},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit umfasst die Synthese und Charakterisierung 23 neuartiger, multifunktionaler Kompositmaterialien basierend auf lanthanidhaltigen Verbindungen sowie verschiedenen Nano- und Mikropartikeln. Die dargestellten Materialien konnten als Core/Shell-Systeme mit einem nano- bzw. mikropartikelhaltigen Kern und einer lanthanidhaltigen H{\"u}lle charakterisiert werden und vereinen aufgrund ihres Kompositcharakters die spezifischen Eigenschaften der Einzelkomponenten wie Lumineszenz, Superparamagnetismus oder Reflexionseigen-schaften miteinander. Zur Synthese multifunktionaler, lumineszierender Materialien wurden zirconylbasierte, lumineszierende Nanopartikel mit Lanthanidchloriden und lanthanidhaltigen MOFs funktionalisiert. Die Kompositsysteme LnCl3@ZrO(FMN) (FMN = Flavinmononukleotid, Ln = Y, Sc, La, Eu, Tb, Ho) erm{\"o}glichen eine Modifizierung der Lumineszenzeigenschaf-ten der Materialien abh{\"a}ngig von der Reaktionstemperatur sowie dem verwendeten Selten-Erd-Ion. Durch Variation der Nanopartikelkomponente konnte mittels der Kom-posite LnCl3@ZrO(MFP) (MFP = Methylfluoresceinphosphat) ein zus{\"a}tzlicher sol-vatochromer Effekt der Systeme eingef{\"u}hrt werden, w{\"a}hrend das Kompositmaterial YCl3@ZrO(RP) (RP = Resorufinphosphat) eine andere Chromatizit{\"a}t zug{\"a}nglich macht. Durch Modifizierung von ZrO(FMN)- und ZrO(MFP)-Nanopartikeln mit 3∞[Eu2(BDC)3]· 2DMF·2H2O (BDC2- = Benzol-1,4-dicarboxylat) wurden Kompositmaterialien dargestellt, die zwei Lumineszenzprozesse mit unterschiedlicher Chromatizit{\"a}t und unterschiedli-cher Anregbarkeit miteinander kombinieren und somit eine reversible Schaltbarkeit zwischen beiden Prozessen durch Variation der Anregungswellenl{\"a}nge erm{\"o}glichen. Zur Synthese luminomagnetischer Materialien wurden superparamagnetische Fe3O4/SiO2-Mikropartikel mit einer Vielzahl lanthanidhaltiger MOFs, die sich hinsichtlich ihrer Lumineszenzeigenschaften und ihrer Stabilit{\"a}t gegen{\"u}ber Luft und Wasser unterscheiden, modifiziert. Als MOFs wurden hierbei 2∞[Ln2Cl6(Bipy)3]·2Bipy (Bipy = 4,4'-Bipyridin, Ln = Nd, Sm, Eu, Tb, Er), 3∞[Eu(Im)2], 3∞[Ba0.95Eu0.05(Im)2] (Im = Imidazolat) und 3∞[Eu2(BDC)3]·2DMF·2H2O eingesetzt. Die Variation der zur Funktionalisierung verwendeten Komponente oder eine Kombination mehrerer MOFs erm{\"o}glicht eine Anpassung der Lumineszenz der Kompositmaterialien innerhalb des kompletten sichtbaren Spektralbereichs sowie im NIR-Bereich. Die dargestellten luminomagnetische Kompositmaterialien mit wasserempfindlichen MOFs k{\"o}nnen zur Detektion von Wasser in verschiedenen organischen L{\"o}sungsmitteln verwendet werden und stellen somit eine mobile und einfach anwendbare Alternative zur Karl-Fischer-Titration mit einer vergleichbaren Sensitivit{\"a}t dar. So eignen sich die Kompositsysteme 2∞[Eu2Cl6(Bipy)3]·2Bipy@Fe3O4/SiO2 und 2∞[Eu2Cl6(Bipy)3]·2Bipy, 2∞[Tb2Cl6(Bipy)3]·2Bipy@Fe3O4/SiO2 als optische turn-off-Sensoren, w{\"a}hrend das Kom-posit 3∞[Eu2(BDC)3]·2DMF·2H2O,2∞[Tb2Cl6(Bipy)3]·2Bipy@Fe3O4/SiO2 als ratiometrischer Sensor verwendet werden kann. Als Alternative zu sph{\"a}rischen Partikeln wurden auch anisotrope, st{\"a}bchenf{\"o}rmige Fe3O4/SiO2-Mikropartikel mittels 3∞[Eu2(BDC)3]·2DMF·2H2O modifiziert. Das resul-tierende Kompositmaterial vereint die isotropen Lumineszenzeigenschaften der MOF-H{\"u}lle mit der anisotropen Reflexion von sichtbarem Licht der. Durch die Wahl der Anregungswellenl{\"a}nge und Richtung eines externen Magnetfelds wird eine stufenlose und reversible Schaltbarkeit zwischen isotropen und anisotropen Eigenschaften erm{\"o}glicht. Durch mechanochemische Umsetzung der MOF-Edukte [LnCl3(Py)4]·0.5Py (Ln = Eu, Ho) und 4,4'-Bipyridin konnte eine Vielzahl von literaturbekannten lanthanidhaltigen Komplexen und Koordinationspolymeren mittels einer neuen und zeiteffizienten Syntheseroute dargestellt werden. Hierbei kann die Verkn{\"u}pfungsdimension der resultierenden Produkte abh{\"a}ngig von verschiedenen Reaktionsparametern, die den Energieeintrags der Kugelm{\"u}hle beeinflussen, gesteuert werden.},
  subject      = {Photolumineszenz},
  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}
}