Physical Chemistry

Optical spectroscopy studies of interactions between biological macromolecules and chromophores

In ersten Forschungsprojekt (I) werden die Wechselwirkungsprozesse zwischen Carmin-säure und DNA in Pufferlösungen bei pH=7 (BPES) untersucht, während im zweiten Forschungsprojekt (II) Rhodamin-Farbstoffe als fluoreszierende Sonden für die Charakterisierung der Transporteigenschaften von P-Glykoprotein in CaCo-2-Zellen eingesetzt werden. I. Die interkalative Bindung von Carminsäure an DNA wird mit stationärer optischer Spektroskopie und Rastertunnel-mikroskopie nachgewiesen, während die Relaxations-dynamiken von Photo-angeregten Carminsäure-DNA-Assoziaten mit fs transienter Absorptionsspektroskopie und Fluoreszenz-Aufwärtskonversion untersucht werden. In BPES dissoziiert Carminsäure (CAH) zu ca. 50% zum Anion (CA-), und beide Zustände koexistieren mit ihrer tautomeren Form (CAHT und CA-T). Die Interkalation des Carminsäure-Chromophors zwischen den DNA-Basenpaaren behindert nicht nur den doppelten Protonentransfer im angeregten Zustand (ESIPT), sondern führt auch zur Verlängerung der Fluoreszenz-lebensdauern der Tautomeren. II. Für die pharmako-kinetischen Untersuchungen von P-Glykoprotein wird der Fluoreszenzfarbstoff Rhodamin-123 eingesetzt. Der Transport des Farbstoffes von apikal nach basolateral erfolgt durch Zellmembranporen, während P-Glykopro-tein den basolateral-nach-apikalen Transport vermittelt.