Quantendefekte als Werkzeugkasten für die kovalente Funktionalisierung von Kohlenstoffnanoröhren mit Peptiden und Proteinen. (13th July 2020) - Mann, Florian A.; Herrmann, Niklas; Opazo, Felipe; Kruss, Sebastian
Abstract: Einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) sind ein 1D‐Nanomaterial, das im nahen Infrarot (NIR, >800 nm) fluoresziert. In der Vergangenheit wurde kovalente Chemie zur Funktionalisierung von SWCNTs wenig genutzt, da sie die NIR‐Emission beeinträchtigt. Es sind jedoch bestimmte sp 3 ‐Defekte (Quantendefekte) im Kohlenstoffgitter beobachtet worden, die die NIR‐Fluoreszenz erhalten und sogar zu einer neuen, rotverschobenen Emission führen. Hier berichten wir über Quantendefekte, die mittels lichtinduzierter Diazoniumchemie eingeführt wurden und als Ankerpunkte für Peptide und Proteine dienen. Wir zeigen, dass Maleimid‐Anker die Konjugation Cystein‐haltiger Proteine, z. B. eines GFP‐bindenden Nanobodys, ermöglichen. Darüber hinaus fungiert ein Fmoc‐geschützter Phenylalanin‐Defekt als Ausgangspunkt für die Konjugation von sichtbaren Fluorophoren zur Erzeugung mehrfarbiger SWCNTs und In‐situ‐Peptidsynthese direkt auf dem Nanoröhren. Daher stellen diese Quantendefekte eine vielseitige Plattform dar, um sowohl die photophysikalischen Eigenschaften der Nanoröhren als auch ihre Oberflächenchemie anzupassen. Abstract : Zwei neue Quantendefekte werden in einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) eingeführt, die Ankergruppen tragen, welche die weitere Funktionalisierung mit Biomolekülen ermöglichen. Das Potenzial und die Vielseitigkeit dieses Ansatzes werden mit der Konjugation eines GFP‐bindenden Nanobodys sowie dem Wachstum von (fluoreszierenden) Peptidketten direkt an der Seitenwand der Nanoröhre aufgezeigt.