TY  - THES
AB  - Die doppelt vernetzten Gele, die von den durch kovalente und supramolekulare Vernetzungen gebundenen Polymerketten gebildet sind, stellen vielseitige Materialien dar, die über hervorragende mechanische Eigenschaften sowie Reversibilität verfügen, was sie zu perfekten Stoffen für zahlreiche Anwendungen macht, u. a. als Sensoren für die Überwachung von umwelt- und physiologisch relevanten Verbindungen. Wenn ein Wirt–Gast-Komplex als solche supramolekulare Vernetzung verwendet wird, kann der Analyt als Konkurrenzgast agieren und den ursprünglichen Komplex spalten. Dies führt zu einer makroskopischen Änderung des Gelvolumens, die eine quantitative und selektive Analytendetektion ermöglicht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Wirt–Gast-Chemie auf Pillar[5]aren-Basis für die Herstellung von polymeren Sensorplattformen für die Detektion von Adiponitril in einem organischen Lösungsmittel sowie von Spermin in wässrigen Lösungen angewendet. Zuerst wurde ein Pillar[5]aren-basiertes doppelt vernetztes Gel als Sensor für den industriellen Schadstoff Adiponitril entwickelt. Die aminofunktionalisierte Wirt-Spezies wurde synthetisiert und eine passende Gast-Spezies anhand der NMR-Titrationsdaten ausgewählt. Die RAFT-Polymerisation und darauffolgende Modifikation des Polymers mit den Wirt-, Gast- und Photovernetzer-Spezies ergab die Wirt- und Gastpolymere, die mittels NMR und GPC charakterisiert wurden. Die Polymere wurden zusammengeführt und mittels Rotationsbeschichtung auf ein goldbenetztes Quarz-Substrat aufgetragen, wodurch ein SPR-Sensorchip erhalten wurde. Aufgrund des in Anwesenheit des Adiponitril steigenden Gelvolumens konnte eine hohe Sensitivität des Systems demonstriert werden. Der mittels SPR-Spektroskopie bestimmte LOD-Wert betrug 25 µM. Des Weiteren wurde ein Hydrogel mit eingebettetem wasserlöslichem Pillar[5]aren als Sensorplatform für den Krebsbiomarker Spermin hergestellt. Das 10-fach Carboxylat-substituiertes Pillar[5]aren wurde synthetisiert. Die Komplexe des Wirtes mit dem Analyten sowie mit den Gast-Spezies und Gast-modifizierten Polymeren wurden mit verschiedenen Methoden einschließlich NMR, MS und ITC untersucht. Die SPR-Sensorchips wurden aus Gastpolymeren und in das Gel nicht-kovalent eingebetteten Wirtmolekülen hergestellt. Die Responsivität der Chips wurde mit verschiedenen Spermin-Konzentrationen im Rahmen der SPR-Experimente untersucht.
AU  - Rodin, Maksim
CY  - Paderborn
DO  - 10.17619/UNIPB/1-2229
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 26.03.2025
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2025
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2025
SP  - 1 Online-Ressource (XXII, 200 Seiten) Diagramme
T2  - Department Chemie
TI  - Gel-based sensors involving supramolecular interactions with pillar[5]arene for the detection of environmental pollutants and biomarkers
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-54403
Y2  - 2026-01-07T04:54:40
ER  -