Molekulares Prägen (Imprinting) in vernetzten Materialien mit Hilfe von Matrizenmolekülen – auf dem Weg zu künstlichen Antikörpern

Abstract

Kann man in organischen oder anorganischen Polymeren Bindungsstellen ähnlich denen in Antikörpern herstellen, die für die molekulare Erkennung und unter Umständen für die Katalyse geeignet sind? In diesem Beitrag wird über ein Verfahren zusammenfassend berichtet, bei dem – ähnlich wie man es sich früher für die Bildung der Antikörper vorstellte – um ein als Matrize (Schablone, Templat) wirkendes Molekül herum in Gegenwart von wechselwirkenden Monomeren vernetzend polymerisiert wird. Nach dem Abtrennen der Matrize bleibt im Polymer ein Abdruck (Imprint) mit zur Wechselwirkung befähigten Gruppen zurück, wobei dessen Form und die Anordnung der Haftgruppen in ihm komplementär zur Struktur des Matrizenmoleküls sind. Der Erfolg des Prägevorgangs kann bei Verwendung chiraler Matrizenmoleküle anhand der Fähigkeit des Polymers zur Spaltung des Racemats der als Matrize verwendeten Verbindung ermittelt werden. Nach umfangreichen Optimierungen des Verfahrens werden heute in der Chromatographie Trennfaktoren α von 4–8 und Basislinien‐Trennungen erhalten. Starkes Interesse gilt auch der Oberflächenprägung von Festkörpern und Monoschichten. Von entscheidender Bedeutung sind in allen Fällen die Struktur der Matrix in den geprägten Materialien und die Funktion der Haftgruppen. Der Mechanismus des Prägens und die molekulare Erkennung von Substraten werden heute schon recht gut verstanden. Zahlreiche praktische Anwendungen derartig hergestellter Produkte werden intensiv bearbeitet. Insbesondere für die chromatographische Racematspaltung sowie die Verwendung als Chemosensoren, als künstliche Antikörper und als selektive Katalysatoren sind technische Anwendungen in Sicht. Von besonderem Interesse ist auch die Verwendung entsprechend hergestellter Verbindungen als Enzymmodelle.

A Thermosensitive Monolithic Column as an Artificial Antibody for the On‐line Selective Separation of the Protein

“…[1,2] Over the past decades, molecularly imprinted polymers (MIPs) have been used in a variety of applications, for example molecular devices, separation science, and catalysis, for the recognition of low-molecular-mass compounds, such as amino acids, drugs, and pesticides. [3][4][5] The imprinting of a particular protein as an artificial antibody is meaningful in the fields of proteomics and biomedicine but still presents challenges due to a number of key inherent problems related to the molecular size, complexity, conformational flexibility, and solubility of the protein.…”

Synthesis and Structures of cis- and trans-[Os(Bcat)(aryl)(CO)2(PPh3)2]: Compounds of Relevance to the Metal-Catalyzed Hydroboration Reaction and the Metal-Mediated Borylation of Arenes

“…4 , free of bridging ligands, and their germanium(ii) analogues have attracted much attention. [1] The first such crystallographically characterized compound I was reported 25 years ago, [2] followed more recently by II, [3] III, [4] and IV. [5] Only one example of a crystalline, bivalent bis[tin(ii)] compound with different ligands attached to each tin atom, namely, the thermally labile V, had previously been described.…”

“…Theoretical studies of this reaction support the intermediacy of such a metal complex. [3] In related studies arenes and alkenes have been borylated with the metal complexes [CpFe(Bcat)(CO) 2 ], [Mn(Bcat)(CO) 5 ], and [Re(Bcat)(CO) 5 ] (H 2 cat catechol, 1,2-(HO) 2 C 6 H 4 ) under photolytic conditions. [4] Even alkanes can be functionalized in a similar way with [(C 5 Me 5 )M-(Bcat')(CO) n ] (M Fe, Ru, n 2; M W, n 3; H 2 cat' 1,2-(HO) 2 C 6 H 2 -3,5-Me 2 ).…”

Sensor Systems Based on Mid‐Infrared Transparent Fibers

“…By using monomers that are able to interact with this 'template', and additives that lead to a high degree of crosslinking, 'imprinted' recognition sites are formed, which are complementary to the template in terms of shape and positioning of the functional groups. 150,151 In light of the general applicability of this procedure, MIPs with a wide variety of template substances and for various applications have been described. 152 Some very recent developments have shown that MIPs effectively mimicking the recognition properties of antibodies can be synthesized, while at the same time exhibiting much better chemical and physical stability than any biomolecules.…”