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Abstract (German)

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.

Abstract (English)

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.

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