Controlling the location of polymer functionalized (CdSe) nanoparticles in mixed lipid-polymer membranes

Abstract

Die Wechselwirkungen von Nanopartikeln (NP) und deren spezifische Lokalisation in Lipid- oder Polymermembranen hängt stark von ihrer Hydrophobizität ab. Die vorliegende Arbeit untersucht spezifische Wechselwirkungen von Polymer-funktionalisierten CdSe NP mit Lipid/Polymer-Hybridmembranen mit Hilfe von Monoschicht- und Doppelschichtmembrantechniken. Die Synthese von (α,ω)- telechelen Polyisobutylen- (PIB-) Polymeren, welche unterschiedliche Endgruppen tragen, wird beschrieben. An das eine Kettenende wurde ein Phosphinoxidligand angebunden, der eine Anbindung an die NP-Oberfläche ermöglicht. Im Gegensatz dazu ist das andere Kettenende mit Substituenten modifiziert, welche entweder Wasserstoffbrückenbindungen erlauben, den NP wasserlöslich machen (z.B. Poly(ethylenoxid)) oder Farbstoff-modifizierte NP (z.B. mit Rhodamin B), die mikroskopische Untersuchungen zulassen. Durch die gezielte Oberflächenmodifizierung der NP mit hydrophoben, amphiphilen oder hydrophilen Liganden mittels Aufpfropfen konnte die spezifische Lokalisation der NP in Lipid/Polymer-Hybridmembranen untersucht werden.

When nanoparticles interact with lipo- or polymersomal membranes, specific localization of nanoparticles (NPs) within the membrane is strongly determined by their hydrophobicity. This thesis investigates the specific interaction and location of polymer functionalized CdSe NPs within a hybrid lipid/polymer membranes utilizing monolayer and bilayer techniques. The synthesis of (α,ω)- telechelic polyisobutylenes (PIBs) bearing different functional chain ends is described. Thus, on one side a phosphine oxide ligand was attached (through which the polymer is attached to the surface of NPs), whereas the other chain end is functionalized with either hydrogen bonding moieties (thymine/2,4-diaminotriazine), a long ethylene oxide chain (PEO) or Rhodamine-B (to ensure easy microscopic visualization of the NPs). By functionalizing the NP surface with either hydrophobic, amphiphilic or hydrophilic ligands using the grafting to approach, their specific localization in hybrid lipid/polymer membranes was studied.