Ultraschnelle Dynamik elektronisch angeregter DNS-Bausteine nach Femtosekundenanregung in Lösung

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Die ultraschnelle strahlungslose elektronische Dynamik ausgewählter DNS-Bausteine wird in wässriger Lösung und in nichtwässrigen Lösungsmitteln mit Hilfe von fs-zeitaufgelöster Fluoreszenz-, Absorptions-, Raman- und IR/UVDoppelresonanzspektroskopie untersucht. Durch systematische Variation der Anregungswellenlänge und von Temperatur und Lösungsmittel wird versucht, Informationen über die energetischen Lagen der relevanten elektronisch angeregten Zustände der einzelnen Nukleobasen und der konischen Durchschneidungen zwischen ihren Potentialhyperflächen sowie über die daraus resultierenden konkurrierenden elektronischen Relaxationspfade zu gewinnen. Intramolekularer Ladungstransfer wird am Beispiel von N6, N6-Dimethyladenin, für welches “duale Fluoreszenz” beobachtet wurde, erforscht. Zur Klärung, ob eine schnelle strahlungslose elektronische Deaktivierung in H-gebundenen Basenpaaren durch intermolekularen H-Transfer vermittelt wird, werden Homo- und Heterodimere der Basen in aprotischen Lösungsmitteln untersucht. Hierfür werden Nukleoside mit Schutzgruppen an den OH-Positionen der Zucker synthetisiert, die in unpolaren aprotischen Lösungsmitteln H-gebundene Assoziate bilden. Nichtkovalente Wechselwirkungen werden in π-Komplexen und kleinen einfachen Oligonukleotiden sowie in einfachen selbstkomplementären Oligonukleotid-Duplexstrukturen studiert. Hauptziel des Projekts ist das Verständnis der Rolle der H-Brücken in den Basenpaaren, der π-Wechselwirkungen zwischen den Basen eines Nukleotidstrangs und der Zusammenwirkung beider Effekte auf die Dynamik in der DNS nach lokaler oder delokalisierter elektronischer Anregung.