Einzelmolekül-Kraftspektroskopie an einem molekularen Azobenzol-Schalter und Natriumcarboxymethylamylose

Glockner, Christian

Es wurden Einzelmolekül-kraftspektroskopische Messungen am Natriumcarboxymethylamylose-(CMA-)/2-[2-(3-Trimethoxysilylpropylamino)ethylamino]ethylamin-(DETA-)System sowie am 4,4’-Dicarboxyazobenzol-/PEG-Silan-System mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) „MFP-3D Bio“ durchgeführt. Zur Vorbereitung auf das mechanische Schalten eines einzelnen Mechano-/Chromophors im Rahmen eines optomechanischen Zyklus’ wurde die Messmethode des Force-Clamps an dem AFM etabliert sowie die Messparameter während der Messung optimiert. Der molekulare Schalter 4,4’-Dicarboxyazobenzol wurde im Force-Clamp-Modus über langkettige PEG-Spacer zwischen Cantilever und Objektträger bei konstanter Kraft zwischen 500 pN und 1.70 nN über mehrere Millisekunden und Sekunden gehalten, bis es zum Bindungsbruch kam. Eine Auftragung der Lebensdauer t gegen die Anzahl der beim Bindungsriss intakten Bindungen N(t) zeigte hierbei stets biexponentielles Verhalten.

Single-molecule force measurements have been conducted on the sodium carboxymethyl amylose (CMA)/2-[2-(3-trimethoxysilylpropylamino)ethylamino]ethylamine (DETA) system and on the 4,4’-dicarboxyazobenzene/PEG silane system with the atomic force microscope (AFM) “MFP-3D Bio”. To be able to switch a single mechanophor/chromophor in the context of an optomechanical cycle, the force-clamp measuring mode has been established. The measuring parameters have been optimized with respect to the detection of the switching of a single azobenzene molecule. The molecular switch 4,4’-dicarboxyazobenzene has been covalently anchored between cantilever and sample surface in force-clamp mode via long PEG spacers and kept at constant forces of 500 pN up to 1.70 nN over some milliseconds and seconds until the weakest bond in the chain ruptured. A plot of the lifetime t versus the number of intact bonds at the time when the bond ruptures N(t) showed for all forces and temperatures biexponential behaviour.

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Glockner, Christian: Einzelmolekül-Kraftspektroskopie an einem molekularen Azobenzol-Schalter und Natriumcarboxymethylamylose.

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