Wasserkompatible molekular geprägte Polymere (AquaMIP)

Ziel

Ziel dieses EU-Projektes ist die Entwicklung wasserkompatibler molekulargeprägter Polymermaterialien. Insgesamt acht europäische Institute arbeiten an neuen Methoden zur Anreicherung und Bestimmung von zahlreichen umweltrelevanten pharmazeutischen, klinischen, ernährungsphysiologischen und forensischen Zielmolekülen.

Methode

Zur Feststellung der Leistungsfähigkeit der neuen Techniken und Methoden zur Entwicklung der MIPs werden diese mit den etablierten und bereits gut dokumentierten Verfahren verglichen. Das AquaMIP-Projekt vergleicht insbesondere die Eigenschaften der neu entwickelten Polymere mit denen nach der Standard-Monolith-Methode.
Drei Gruppen beschäftigen sich mit der Synthese der MIPs, drei weitere mit der Analytik und die verbleibenden zwei Gruppen mit der Charakterisierung der erhaltenen Materialien. Das Netzwerk wird von Dortmund (INFU) aus koordiniert. Die Synthesegruppen fertigen die Polymere für die kleinen Zielmoleküle oder Modellverbindungen an (Abbildung 17). Diese werden dann den analytischen Forschungsgruppen zur Verfügung gestellt und dort mit den bereits existierenden Materialien verglichen. Die Modellierung soll zu generellen Aussagen für die Entwicklung von wasserkompatiblen MIPs führen.

Struktur des AquaMIP Konsortiums

Ergebnisse

Es wurde die Unterdrückung der nichtspezifischen Bindung von niedermolekularen Arzneimittelwirkstoffen zu MISPE-Materialien (P1, P2, P7, P8) untersucht. Die entwickelte "mini-MIP"-Technik (P1) erlaubt die Hochdurchsatzsynthese und Evaluierung von Sorbentien in einem verkleinerten Maßstab, um die MIPs für die Anwendung in vollständig wässriger Lösung zu optimieren (Abb. 18). Auf diesem Weg konnten wasserkompatible Materialien für das Lokalanästhetikum Bupivacain (BV) (P7) und das lipophile Arzneimittel Sildenafil (Viagra) (P8) entwickelt werden.

Prinzipien der Hochdurchsatzsynthese und Evaluation von MIP-Bibliotheken

Eine wesentliche Aufgabe war es, neue MIP-Formate zu entwickeln, welche nicht die limitierenden Eigenschaften der bisherigen Materialien besitzen. Zu diesen gehören unter anderem die aufwändigen Vorbereitungen, Bluten der Template-Moleküle und Probleme bei der biomakromolekularen Erkennung. Fünf Formate, alle basierend auf Bupivacain (BV) als Vorlage, wurden in P5 hinsichtlich ihrer chromatographischen Effizienz, der Imprintingfaktoren, Wasserkompatibilität, frontal analysis chromatography und batch-to-batch Reproduzierbarkeit verglichen.

Des Weiteren wurde ein Strukturansatz zur Erkennung von Peptiden, modifizierten Peptiden oder Proteinen (P1, P6) untersucht. Analytische Anwendungen zeigten, dass die neuen wasserkompatiblen MIPs für BV und Sildenafil in Online-SPE-Systemen bessere Eigenschaften haben als die bisher eingesetzten Materialien (z.B. höhere Wiederfindungsraten).

Förderung

Research Training Network gefördert von der EU (IHP Programm, HRPN-CT-2002-00189)
Zeitraum: 1.9.2002-31.8.2006

Weiterförderung des Modules 4 durch
DFG Se777/9-1 (2006-2009)

Ansprechpartner

Priv.-Doz. Dr. Börje Sellergren
B.Sellergren@infu.uni-dortmund.de
Fon: (0231) 755-4082

Dipl.-Chem. Sudhirkumar Shinde
S.Shinde@infu.uni-dortmund.de
Fon: (0231) 755-6114

Veröffentlichungen

1. Hall, A. J.; Quaglia, M.; Manesiotis, De Lorenzi, E. P.; Sellergren, B. (2006):
   "Polymeric Receptors for the Recognition of Folic Acid and Related Compounds via Substructure Imprinting" Anal. Chem., 78, 8362-8367.

2. Hall, A. J.; Manesiotis, P.; Emgenbroich, M.; Quaglia, M.; De Lorenzi, E.; Sellergren, B. (2005):
   "Urea Host Monomers for Stoichiometric Molecular Imprinting of Oxyanions" Journal of Organic Chemistry, 70, 1732-1736.