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Zusammenfassung
  • 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
  • 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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