Organische Chemie Apl. Prof. Dr. Michael Gottschaldt Forschungsschwerpunkte Synthese und Charakterisierung von Glycopolymere: Synthese von Saccharid-Derivaten als Initiatoren oder zur Anbindung an Polymere, Herstellung von Nanopartikeln für den Wirkstofftransport Oberflächen- und Nanostrukturierung von Polymeren für Anwendungen in den Bereichen mobile Analytik und Nanomedizin Synthese von Saccharid-funktionalisierten (polymer-gebundenen) Metallkomplexen. In verschiedenen Projekten werden Glycopolymere synthetisiert und charakterisiert. Zum Einsatz kommen kontrollierte Polymerisationen zur Herstellung von Homo- oder Blockcopolymeren. Entsprechende Saccharidderivate werden direkt als Initiatoren oder in Form geeigneter Monomere eingesetzt. Außerdem können erhaltene Polymere im Nachgang mit Zuckern funktionalisiert werden. Die erhaltenen Polymere können dann mit Wirkstoffen zu Nanopartikeln formuliert werden und sollen Anwendung gegen z.B. Brustkrebs finden [1]. In einem Projekt werden kationische Polyethylenimine mit Fruktose substituiert und als nichtvirale Vektoren für die zellspezifische Transfektion von siRNA in Brustkrebszellen untersucht (Abb. 1). Weiterhin werden Polymere synthetisiert, welche durch ihre Hydrophilie besondere Eigenschaften aufweisen. Dazu gehören unter anderem Polyethylenglykole sowie Poly(2-oxazoline). Durch Variation der Molmasse und gezielte Einführung bestimmter Endgruppen lassen sich diese Polymere in unterschiedlichsten Bereichen verwenden. Forschungsprofil Innerhalb des regionalen Wachstumskerns „HIPS“ werden unterschiedlichste Oberflächen (Glas, Keramik, Metalle) von integrierten Sensoren mit den hydrophilen Polymeren beschichtet. Die Sensoren — hauptsächlich verwendet in der Wasseranalytik — sollen so vor der Bildung von Biofilmen beschützt und ihre Lebensdauer verlängert werden. Die gleichen Polymertypen (mit zusätzlichen End- und Seitengruppenfunktionalitäten) finden Einsatz bei der Herstellung von 3D-Mikrostukturen mittels 2-PhotonenPolymerisation [2]. Die unter dem Begriff „Stealth-Effect“ bekannte Besonderheit der hydrophilen Polymere wird genutzt, um die Eigenschaften von z.B. proteinogenen Wirkstoffen zu verbessern. Dies wurde u.a. für Konjugate aus diesen Polymeren mit Interferon-alpha untersucht [3]. [1] Elter, J. K., Quader, S., Eichhorn, J., Gottschaldt, M., Kataoka, K., Schacher, F. H. (2021): Core-cross-linked fluorescent worm-like micelles for glucose-mediated drug delivery. Biomacromolecules. DOI:10.1021/acs.biomac.0c01661. [2] Czich, S., Wloka, T., Rothe, H., Rost, J., Penzold, F., Kleinsteuber, M., Gottschaldt, M., Schubert, U. S., Liefeith, K. (2020): Two-photon polymerized poly(2-ethyl-2-oxazoline) hydrogel 3D microstructures with tunable mechanical properties for tissue engineering. Molecules, 10.3390/molecules25215066. DOI: 10.3390/molecules25215066. [3] Hauptstein, N., Pouyan, P., Kehrein, J., Dirauf, M., Driessen, M. D., Raschig, M., Licha, K., Gottschaldt, M., Schubert, U. S., Haag, R., Meinel, L., Sotriffer, C., Luhmann, T. (2021): Molecular Insights into site-specific Interferon-alpha 2a bioconjugates originated from PEG, LPG, and PEtOx. Biomacromolecules. DOI: 10.1021/ acs.biomac.1c00775. Abb. 1. Fluoreszenzmikroskopisches Bild von Brustkrebszellen (Zellkerne in blau), welche fruktosesubstituierte Polyethylenimin-siRNA Polyplexe (grün) in Lysosome (rot) aufnehmen. 74 — FORSCHUNG
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