FAU-Forschende wandeln Farbstoff Indirubin in Fotoschalter um

Grafik zeigt wie Molekülre mit Licht bestrahlt werden.
Einer FAU-Forschungsgruppe ist es erstmals gelungen, den Farbstoff Indirubin in einen Fotoschalter umzuwandeln: Wird ein Molekül mit Licht bestrahlt kann es zwischen zwei strukturell verschiedenen Formen mit unterschiedlichen Eigenschaften hin und her geschalten werden. (Grafik: Lehrstuhl für Organische Chemie I)

In neuem Licht

Licht-schaltbare Nanosysteme, sogenannte Fotoschalter, könnten zukünftig für schonendere medizinische Behandlungen oder intelligente Materialien eingesetzt werden. Einer Forschungsgruppe der FAU ist es erstmals gelungen, den Farbstoff Indirubin in einen Fotoschalter umzuwandeln: Wird ein Molekül mit Licht bestrahlt, in diesem Fall blauem und rotem, kann es zwischen zwei strukturell verschiedenen Formen mit unterschiedlichen Eigenschaften hin und her geschalten werden.

Licht-schaltbare Nanosysteme haben für die Materialwissenschaften, die Biologie oder die Pharmakologie eine besondere Bedeutung: So ist beispielsweise das menschliche Gewebe, wie die Haut, besonders durchlässig für rotes Licht – und bietet somit einen Ansatzpunkt für mögliche Therapien. Durch das Verknüpfen von Farbstoffen mit pharmakologischen Wirkstoffen lässt sich deren Wirkung im Körper möglicherweise schalten – einfach durch eine äußere Bestrahlung durch das Gewebe hindurch mit rotem Licht. Somit könnte zum Beispiel gezielt erkranktes Gewebe behandelt werden, ohne dafür operieren zu müssen.

Prof. Dr. Henry Dube

Prof. Dr. Henry Dube, Lehrstuhl für Organische Chemie I (Bild: LMU/Christoph Olensinski)

Wissenschaftler/-innen um Professor Henry Dube vom Lehrstuhl für Organische Chemie I der FAU haben nun entdeckt, dass der Farbstoff Indirubin durch Zugabe eines Organokatalysators – metallfreie organische Moleküle, die organische Reaktionen beschleunigen – seine Schalteigenschaften stark verbessert. Dabei sorgt eine genaue molekulare Erkennung zwischen Fotoschalter und Katalysator dafür, dass sich die Farbe nur eines der beiden geschalteten Zuständen ändert und dieser noch tiefer blau wird. Dies führt insgesamt dazu, dass erstmals ein Fotoschalter mit Licht zweier verschiedener Rotschattierungen hin und hergeschalten werden kann. Normalerweise sind dafür zwei stark verschiedene Farben des Lichtes, wie die oben erwähnte Kombination von rot und blau, nötig.

Originalpublikation

S. Thumser, L. Köttner, N. Hoffmann, P. Mayer, H. Dube,* J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 18251.
doi: 10.1021/jacs.1c08206. All-Red-Light Photoswitching of Indirubin Controlled by Supramolecular Interactions.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Henry Dube
Lehrstuhl für Organische Chemie I
Tel.: 09131/85-65571
henry.dube@fau.de