Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Studie: Langgesuchtes Molekül wird sichtbar

21.03.2001


... mehr zu:
»Erzeugung »Molekül »Teilchen »Weltraum
RUB-Studie: Chemie bei Eiseskälte
Maßgeblich für verschiedene Lebensbereiche

Was hat die Chemie des Weltalls mit der Krebsentstehung in biologischen Systemen gemeinsam? - In beiden Fällen bestimmen kurzlebige und reaktive Moleküle das Geschehen auf molekularer Ebene. Eine der grundlegenden reaktiven Zwischenstufen der Organischen Chemie ist das Phenylkation, dessen Existenz in kondensierter (nicht gasförmiger) Phase bisher nur theoretisch vorhergesagt wurde. Der direkte Nachweis gelang nun Dipl. Chem. Michael Winkler in seiner Diplomarbeit "Photoionisation von Arylradikalen in kryogenen Matrizes. Matrixisolation des Phenylkations und verwandter Systeme" (Betreuer: Prof. Dr. Wolfram Sander). Für seine Arbeit wurde er mit einem der Preise an Studierende 2000 der RUB ausgezeichnet.

Geladene Teilchen sind schwierig zu untersuchen

Während einer chemischen Reaktion entstehen häufig Zwischenprodukte, die sehr kurzlebig sind, und die sich daher mit klassischen spektroskopischen Methoden nur schlecht direkt beobachten lassen. Zur Lösung dieses Problems bieten sich zwei Ansätze an: Sehr schnell hinschauen, das ist der Ansatz der so genannten zeitaufgelösten Spektroskopie, für deren Perfektionierung 1999 der Nobelpreis (an A.H. Zewail) verliehen wurde. Eine andere Möglichkeit ist die Erzeugung des reaktiven Moleküls in einem unreaktiven Medium. Für Neutralmoleküle hat sich die Isolation in festen Edelgaskristallen bei sehr tiefen Temperaturen bewährt. Bei dieser "Matrixisolationsspektroskopie" ist das reaktive Teilchen in einen Edelgasverband eingeschlossen wie die Rosinen in einem Milchbrötchen. Geladene Teilchen konnten bisher nur in wenigen Einzelfällen in Edelgaskristalle eingebracht werden. Positiv geladene Teilchen (Kationen) können zwar oft in so genannten "Supersäuren" - für ihre Entwicklung gab es wiederum einen Nobelpreis (1994, an G. A. Olah) - ausreichend lange stabilisiert werden, um sie klassischen Untersuchungsmethoden zugänglich zu machen, das hochreaktive Phenylkation entzog sich bislang jedoch jeder Detektion in kondensierter Phase.

Schockgefrorene Moleküle

Hier setzt Winklers Strategie an: Mit Hilfe von Mikrowellen erhitzte er das Edelgas Argon so stark, dass daraus ein Edelgasplasma entstand, das er durch ein Rohr auf eine sehr kalte Scheibe schoss. Kurz vor der Scheibe fügte er einen Vorläufer des zu untersuchenden Moleküls hinzu. Die beiden Stoffe mischten sich und wurden auf der Scheibe bei -263°C schockgefroren. Das isolierte geladene Molekül befand sich in einem Argonkristall und ließ sich untersuchen.

Vom Weltraum bis zur Biochemie

Die Ergebnisse dieser Grundlagenforschung können helfen, viele Lebensbereiche besser zu verstehen. Denn sowohl die Chemie des Weltraums als auch die Biochemie werden von geladenen Molekülen dominiert. Im Weltraum bietet das interstellare Vakuum, auf der Erde polare Medien wie etwa Wasser einen idealen Lebensraum für hochreaktive Kationen. Arylkationen (d.h. positiv geladene Teilchen, die sich formal von Benzolderivaten ableiten) belegen in beiden Fällen Schlüsselpositionen. So wird die "Deaminierung" von DNA-Basenpaaren und die Abreaktion von dadurch gebildeten Arylkationen schon seit langem als wichtiger Mechanismus der Krebsentstehung diskutiert. Neben einem besseren Verständnis der grundlegenden Prozesse dieser Bereiche erhoffen sich Winkler und Sander interessante Impulse für andere (besonders materialwissenschaftlich orientierte) Bereiche, z. B. für ein besseres Verständnis der plasmagestützten Erzeugung von Silicium-Carbid-Oberflächen aus siliciumorganischen Verbindungen. Sie verläuft mit großer Wahrscheinlichkeit über Silylkationen, die bisher ebenfalls keiner direkten Untersuchung zugänglich waren.

Weitere Informationen

Dipl. Chem. Michael Winkler, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie, Arbeitskreis Sander, Lehrstuhl für Organische Chemie II, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-27884, E-Mail:  micha@xenon.orch.ruhr-uni-bochum.de

Dr. Josef König | idw

Weitere Berichte zu: Erzeugung Molekül Teilchen Weltraum

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Up-Scaling: Katalysatorentwicklung im Industriemaßstab
22.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium
22.11.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bakterien als Schrittmacher des Darms

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon

22.11.2017 | Geowissenschaften