Martin Luther University Halle-Wittenberg

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Hinderberger Group - Teaching


Profile and Teaching of Prof. Dr. D. Hinderberger in stud.ip

Bachelor- und Master-Arbeiten im AK Hinderberger

  • 1) Der „molten globule“ Zustand von Albumin.+

Betreuer: Prof. Dr. Dariush Hinderberger

Diese Arbeit befasst sich mit Untersuchungen des molten globule Zustandes, eines teilweise entfalteten aber trotzdem kompakten Zustands des universellen (im Säugetierblut) Transportproteins Albumin, der sich bei pH Werten unter 3 einstellt. Dieser molten globule kann als ein Zwischenzustand zwischen dem vollständig entfaltet (denaturiert) und dem gefalteten Zustand angesehen werden und ist ein interessantes Modell, um allgemein „Unordnung“ bzw. Variabilität in Proteinstruktur und –dynamik zu untersuchen und zu verstehen.

Methoden: Standard CW und moderne Puls EPR Spektroskopie; klassische Molekulardynamik (MD) Simulationen; evtl. andere spektroskopische (IR, Fluoreszenz) und kalorimetrische Methoden.

  • 2) Untersuchung der Bindung und Freisetzung von pharmazeutisch relevanten Wirkstoffmolekülen mit dem Transportprotein Serum Albumin

Betreuer: Prof. Dr. Dariush Hinderberger

Diese Arbeit befasst sich mit Untersuchungen der Ligandenbindung an bzw. Freisetzung durch das universelle (im Säugetierblut) Transportprotein Albumin. Viele amphiphile oder hydrophobe Wirkstoffe müssen über Albumin transportiert werden, da sie sonst nicht in höheren Konzentrationen ins Blut und darüber an den Wirkort im Körper gelangen können. Die entsprechenden Untersuchungen erfolgen vor allem mit der Elektronenspin-Resonanz(ESR, auch EPR)-Spektroskopie. Hierzu werden Wirkstoffe mit EPR-aktiven Spin-Labeln und anderen chemischen Modifikationen versehen und ihre Anbindung an und Freisetzung durch Albumin bzw. Albumin-Hydrogele erforscht.

Methoden: Standard-CW- und moderne Puls-EPR-Spektroskopie; evtl. andere spektroskopische (IR, Fluoreszenz) und kalorimetrische Methoden.

  • 3) Untersuchung von kolloid-artigen, ionischen Clustern in Lösung (Ionoids).

Betreuer: Prof. Dr. Dariush Hinderberger/Jana Eisermann

In diesem Projekt soll untersucht werden, ob die von uns entdeckten und benannten Ionoids, d.h. Cluster, kleiner und mittelgroßer und entgegengesetzt geladener Ionen in gewissen Lösungsmitteln, die eine gewisse Analogie mit Kolloiden aufweisen, auch an Oberflächen bzw. im festen Zustand nachgewiesen werden können. Dies soll klären, ob Ionoids als Vorstufen zu Kristallisationskeimen auch in anderen Lösungsmitteln angesehen werden können oder nicht. Außerdem sollen andere Kombinationen von Ionen daraufhin untersucht werden, ob sich Ionoids ausbilden.

Methoden: Chemische Synthese (bereits etabliert) geladener Moleküle; Standard CW und moderne Puls EPR Spektroskopie; (kryo) Elektronenmikroskopie; evtl. Lichtstreuung.

  • 4) Nanoskopische Struktur und Selbstorganisation in neuen ionischen Flüssigkeiten und tief-eutektischen Feststoffmischungen

Prof. Dr. Dariush Hinderberger/M.Sc. Ulrike Seifert

In diesen Arbeiten soll die Lösungsmittelstruktur in der aufregenden neuen Lösungsmittelklasse der ionischen Flüssigkeiten („ionic liquids“, IL) und von tief-eutektischen Mischungen („deep eutectic mixtures“, DEM) mit einer Vielzahl an physikalisch-chemischen Methoden untersucht werden. ILs sind Salze, die bei Raumtemperatur flüssig sind und einzigartige Eigenschaften wie einen verschwindend geringen Dampfdruck oder hervorragende Löslichkeitseigenschaften besitzen. DEMs sind mit ILs verwandte Feststoffmischungen aus einem Salz und einem anderen Feststoff, die bei einer gewissen Zusammensetzung bei Raumtemperatur flüssig sind. Über die Nanostruktur insbesondere von DEMs ist bisher sehr wenig bekannt, was eine Vielzahl an Untersuchungen erlaubt.

Methoden: Standard-CW-EPR Spektroskopie; andere spektroskopische (IR, Fluoreszenz) und kalorimetrische Methoden; mechanische Charakterisierung mittels Rheologie.

  • 5) Untersuchungen der Nanostruktur responsiver Polymere

Prof. Dr. Dariush Hinderberger/M.Sc. Peter Leube/M. Sc. Johannes Hunold

Als responsive Polymere bezeichnet man Polymere, die in (v.a.) wässeriger Lösung durch Veränderung eines physikalischen Parameters (Temperatur, pH, Salzkonzentration etc.) ihre Struktur stark verändern und z.B. (reversibel) von einem vollständig gelösten in einen aggregierten Zustand übergehen. Diese Klasse an Polymeren ist hochinteressant z.B. als Sensorträgermaterialien oder zum gezielten Transport und Freisetzung von Wirkstoffen. Viele interessante Anwendungen dieser Polymere beinhalten die Wechselwirkung mit kleinen, in Lösung befindlichen Molekülen, so dass mittels EPR-aktiver Moleküle („Spin-Sonden“) und EPR-Spektroskopie die Strukturveränderungen beim „Schalten“ untersucht werden, indem man ihren Effekt auf diese kleinen Moleküle in Lösung betrachtet.

Methoden: Standard-CW-EPR Spektroskopie; andere spektroskopische (IR, Fluoreszenz) und kalorimetrische Methoden; mechanische Charakterisierung mittels Rheologie.

  • 6) Charakterisierung von biologischen und synthetischen Nanomaterialien an der Luft/Wasser-Grenzfläche

Prof. Dr. Dariush Hinderberger/Dr. Andreas Kerth

Die Langmuir-Filmwaagen- bzw. Langmuir-Blodgett-(LB)-Methode erlaubt die Präparation von ultradünnen Filmen an der Luft/Wasser-Grenzfläche mit der Kontrolle der Filmschichtdicke und der molekularen Orientierung in einem besonders hohem Maße, wobei die Charakterisierung bei uns hauptsächlich mit der Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie (IRRAS) erfolgt. Zu untersuchende nanostrukturierte Materialien wären Proteine (z.B. das tripel-helikale Kollagen), Polymere (z.B. Polyanilin), Carbon Nanotubes (CNT), Flüssigkristalle, Lipide oder DNA. Die Fluoreszenz-Mikroskopie gestattet weitere Aussagen zur makroskopischen Phasenausbildung und mittels der LB-Methode ist auch der Übertrag auf feste Oberflächen möglich und daran anschließend eine weitere Film-Charakterisierung.

Methoden: Langmuir-Filmwaage, Langmuir-Blodgett-(LB)-Übertrag, IR-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie (IRRAS), Fluoreszenz-Mikroskopie, etc.

  • 7) Herstellung und Charakterisierung eines festkörperunterstützten Modellmembransystems basierend auf Silizium-Nanodrähten

Prof. Dr. Dariush Hinderberger/Dr. Andreas Kerth

In Zellen fungieren Biomembranen (Lipiddoppelschichten) als Grenzschicht für unterschiedliche Kompartimente. Zu ihrer biophysikalischen Charakterisierung und in der Anwendung für sogenannte Biosensoren haben sich festkörperunterstützte Modellmembranen etabliert. Die Vorteile sind die Langzeitstabilität bzw. die mechanische Stabilität dieser planaren Lipidmodellmembranen auf z.B. Silizium-Oberflächen. In der Arbeitsgruppe ist die Herstellung und Charakterisierung von Membranen auf aufrecht stehenden Silizium-Nanodrähten etabliert, so dass nun z.B. Proteine, Block-Copolymere und Flüssigkristalle membran-durchspannend eingebaut und charakterisiert werden sollen.

Methoden: Giant-Unilamellar-Vesicle-(GUV)-Präparation und konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM), Langmuir-Blodgett-(LB)-Übertrag an der Luft/Wasser-Grenzfläche einer Filmwaage, Fluoreszenz-Mikroskopie, etc.


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