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Dokument Type: Doctoral Thesis
Title: Fluoreszenz basierte Methoden und neue Fluoreszenz-Farbstoffe zum Nachweis von Analyten in Lösung
Authors: Püschl, René J. 
Institute: Fachbereich 8, Chemie - Biologie 
Free keywords: Einzelmoleküldetektion, Kapillarelektrophorese, Pyrromethensynthese
Dewey Decimal Classification: 540 Chemie
GHBS-Clases: UZS
Issue Date: 2005
Publish Date: 2005
Abstract: 
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die seit Jahrzehnten etablierte Kapillarelektrophorese mit
der relativ jungen Methode der Einzelmoleküldetektion kombiniert. Das Ziel, Analytgemische
auf Einzelmolekül-Ebene elektrophoretisch aufzutrennen und zu detektieren, konnte durch
den Einsatz geeigneter, geladener Fluoreszenzfarbstoffe erreicht werden. Als experimenteller
Aufbau wurde dabei ein konfokales Mikroskop eingesetzt, als Anregungslichtquelle wurde
eine Laserdiode verwendet. Die registrierte Fluoreszenz der Farbstoffe wurde dabei über die
zeitkorrelierten Einzelphotonenzählung ausgewertet. Unter Zuhilfenahme der Kapillarelektrophorese
konnten im Verlauf dieser Arbeit unterschiedliche Proben, die verschiedene
Fluoreszenzfarbstoffmoleküle als Analyten enthielten, anhand ihrer Fluoreszenz nachgewiesen
werden. Dabei war die erreichte Empfindlichkeit der Apparatur so hoch, dass selbst
einzelne Analytmoleküle nachgewiesen und anhand ihrer Fluoreszenzabklingdauer
identifiziert werden konnten.
Ein weiteres Ziel dieser Arbeit bestand darin, neue öllösliche Fluoreszenzfarbstoffe und
-konzentrate zu entwickeln. In der Farbstoffklasse der Pyrromethene wurde eine Substanzgruppe
gefunden, die durch Modifikation der Edukte zu einer sehr hohen Öllöslichkeit des
Produkts führt. Neben der Darstellung höchst öllöslicher Fluoreszenzfarbstoff konnten ebenso
Konzentrate auf Pyrromethen-Basis entwickelt werden. Diese Konzentrate wurden dabei so
hoch konzentriert, dass deren Fluoreszenz noch bei einer Verdünnung um einen Faktor 2000
mit bloßem Auge zu erkennen waren.
Für einen eventuellen kommerziellen Einsatz wurde die Synthese so optimiert, dass die
Farbstoffe ohne Isolierung der Zwischenstufen hergestellt werden können.
Durch die Verwendung von unterschiedlichen Pyrrol-Derivaten konnte gezeigt werden,
dass eine große Anzahl an Fluoreszenzfarbstoffen durch die Pyrromethene zu erschließen
sind.

In the thesis at hand a combination of capillary electrophoresis with the technique of single
molecule detection is studied. In that context separation of different analyte molecules could
be demonstrated on the single molecule level by using charged analyte molecules. Moreover
different analytes solved in a single sample were identified by their migration time as well as
by their fluorescence decay time. For this purpose fluorescent dyes were used as analyte
molecules. The optical set-up based on a confocal microscope with a laser diode as excitation
source. To determine the fluorescence decay time of the analyte molecules the technique of
time-correlated single-photon counting was used. The achieved sensitivity of the entire set-up
was high enough to detect and identify even individual molecules.
In the second part of this thesis new highly oil soluble fluorescent dyes and concentrates
were developed. The achieved solubility of the new fluorescent concentrates was as high, that
the fluorescence of a 2,000 times diluted sample could be seen with the naked eye. For
commercial purposes an optimized process could be designed so that the new compounds
could be synthesized in a single vessel.
URN: urn:nbn:de:hbz:467-1120
urn:nbn:de:hbz:467-1120
URI: https://dspace.ub.uni-siegen.de/handle/ubsi/112
License: https://dspace.ub.uni-siegen.de/static/license.txt
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