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Die Charakterisierung der photophysikalischen Eigenschaften
von Licht-aktivierbaren Wirkstoffen, die z. B. für die Tumor-
therapie untersucht werden, in ihrer biologischen Zielumge-
bung ist zentral, um Struktur-DynamikFunktionsbeziehungen
abzuleiten. Mit klassischen zeit- und frequenzaufgelösten
spektroskopischen Technologien können detaillierte Infor-
mationen über Struktur und photoinduzierte Prozesse im
angeregten Zustand der Moleküle gewonnen werden, wenn
die zu untersuchenden Moleküle sich in Lösung befinden
oder in einem homogenen Film eingebettet sind. Die Charak-
terisierung der ultraschnellen potentiell funktionsbestim-
menden Photophysik in einer komplexen und räumlich inho-
mogenen zellulären Umgebung erfordert jedoch die Kombi-
nation von spektroskopischer Information mit räumlicher
Auflösung. Daher wurde in der Arbeitsgruppe – gefördert
durch das TMBWK (EFRE) – ein transientes Absorptionsmik-
roskop realisiert. Nach ersten kalibrierenden Messungen an
Porphyrinkristallen, in denen ortsabhängig die Löschung von
Tripletzuständen untersucht werden konnte, werden in lau-
fenden Experimenten sogenannte „Licht-aktivierbare Cis-
Platin-Analoga“ (synthetisiert in der Arbeitsgruppe McFar-
land an der Acadia University, Kanada) hinsichtlich der Le-
bensdauer ihrer angeregten Tripletzustände in HepG2-Zellen
untersucht. Diese Arbeiten versprechen vollkommen neue
Einblicke in die funktionsbestimmenden photophysikalischen
Prozesse in solchen photoaktivierbaren Wirkstoffen, wenn
diese sich in einer biologisch relevanten Umgebung befinden.
[5] Reichardt C., Pinto M., Waechtler M., et al. (2015): Photophysics of Ru(II)
Dyads Derived from Pyrenyl-Substitued Imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline
Ligands. J. Phys. Chem. DOI: 10.1021/acs.jpca.5b01737.
FORSCHUNG — 59
Photophysikalischen Eigenschaften von Licht-aktivierbaren Wirkstoffen in zellulären Umgebungen
[6] Stephenson M., Reichardt C., Pinto M., et al. (2014): Ru(II) Dyads Derived
from 2-(1-Pyrenyl)-1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline: Versatile Photo-
sensitizers for Photodynamic Applications. J. Phys. Chem.
DOI:10.1021/jp504330s.
Abb. 2. Bild des transienten-Absorptionsmikroskops, das in der
Arbeitsgruppe realisiert wurde, um die Eigenschaften der
angeregten Zustände von Licht-aktivierbaren Wirkstoffen in
Zellen zu untersuchen. Die rechte Spalte zeigt Bilder eines
PtOEP-Kristalls, die mit differentiellen Absorptionskontrast
bei verschiedenen Verzögerungszeiten zwischen
Pump- und Probe-Puls aufgenommen worden sind.
Die COST (European Cooperation in
Science and Technology) Action
CM1202, PERSPECT-H2O – Supra-
molecular Photocatalytic Water
Splitting wird von der Arbeitsgruppe
koordiniert. Das Netzwerk, das Part-
ner aus 21 europäischen Ländern
zusammenführt, hat sich zum Ziel
gesetzt, neue Strategien für die Her-
stellung, holistische theoretisch-
experimentelle Charakterisierung
und Bauteilintegration von molekula-
ren Photokatalysatoren für die Was-
serspaltungsteilreaktionen zu erfor-
schen. Die Einbindung wesentlicher
europäischer Forschungszentren und
die gezielte Förderung des wissen-
schaftlichen Nachwuchses in der
COST Action sollen langfristig der
Forschung zur artifiziellen Photosyn-
these in Europa Schub verleihen. In
das Netzwerk sind neben der Arbeits-
gruppe Molekulare Photonik und der
Arbeitsgruppe Gräfe am IPC auch
Arbeitsgruppen des IOMC (Prof.
Schubert) und des IAAC (Prof. Wei-
gand) eingebunden. Neben einer
Vielzahl von Kooperationen mit euro-
päischen Partnern, die auch zahlrei-
che Auslandsaufenthalte für Jenaer
Doktoranden und Postdoktoranden
ermöglicht haben, wurden im Rah-
men vom CM1202 das European
Symposium – Current Challenges in
Supramolecular Artificial Photosyn-
thesis im März 2014 in Jena organi-
siert. Im Dezember diesen Jahres
findet ein Treffen von Postdoktoran-
den der COST Action in Jena statt, um
den Mitarbeitern an diesem kriti-
schen Punkt der (wissenschaftlichen)
Karriereplanung die Gelegenheit zum
internationalen Austausch und zur
Netzwerkpflege zu geben.
COST Action CM1202: Netzwerk mit Partnern aus 21 Ländern