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Optimization of the solid phase synthesis of molecularly imprinted polymers for the gravimetric detection of glyphosate
Julia Sturzenegger
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Peter Lieberzeit
DOI
10.25365/thesis.80160
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26854.29311.953319-8
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Molekular geprägte Polymere (MIPs) sind synthetische Rezeptoren, die in Anwesenheit eines spezifischen Analyten polymerisiert werden. Das resultierende Polymer enthält Bindungsstellen mit charakteristischen chemischen Funktionalitäten, die eine selektive Rückbindung des Template-Moleküls ermöglichen. Dieses Prinzip wird häufig mit dem „Schlüssel-Schloss“-Mechanismus beschrieben. In dieser Arbeit wurden MIPs unter Verwendung von Glyphosat als Zielmolekül synthetisiert. Mittels Festphasensynthese wurden verschiedene Arten von MIPs hergestellt, sowohl mit als auch ohne Linker zwischen dem Analyten und der Kieselgeloberfläche. Diese Strategie wurde gewählt, um die Zugänglichkeit der Bindungsstellen zu erhöhen und damit die Selektivität sowie die gesamte Bindungsleistung der Polymere zu verbessern. Die Bindung der Polymere wurde mit Hilfe einer Quarzkristallmikrowaage (QCM) durch Überwachung der Masse und der entsprechenden Frequenzänderungen untersucht. Zur weiteren Bewertung der Bindungsaffinität und Selektivität kam die Fluoreszenzspektroskopie zum Einsatz, basierend auf der Einbindung eines fluoreszierenden Monomers während der MIP-Synthese. Die physikochemischen und strukturellen Eigenschaften der Materialien, einschließlich Größe, Form und Morphologie, wurden mittels Dynamischer Lichtstreuung (DLS) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die synthetisierten MIPs eine signifikante Bindung gegenüber Glyphosat aufweisen und dass der Einsatz von Linkern die Bindungsleistung deutlich verbessert. Diese Verbesserung ist entscheidend für die Entwicklung effizienterer Erkennungssysteme für Glyphosat.
Abstract
(Englisch)
Molecularly Imprinted Polymers are synthetic receptors that are polymerized in the presence of a specific analyte. The resulting polymer contains binding sites with specific chemical functionalities, which allow for the selective rebinding of the template molecule. This principle is often described by the "lock and key" mechanism. In this work, MIPs were synthesized using glyphosate as the target molecule. Using solid-phase synthesis, different types of MIPs were produced, both with and without linkers between the analyte and the silica gel. This design strategy was chosen to enhance binding site accessibility, thereby improving the selectivity and overall binding performance of the polymers. The binding behavior of the polymers was assessed using Quartz Crystal Microbalance (QCM) by monitoring the frequency shifts and the corresponding mass changes. To further assess binding affinity and selectivity, fluorescence spectroscopy was employed, based on the incorporation of a fluorescent monomer during MIP synthesis. The physicochemical and structural characteristics of the materials, including size, shape and morphology, were further analyzed using Dynamic Light Scattering (DLS) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The obtained results demonstrate that the synthesized MIPs exhibit significant binding towards glyphosate and that the incorporation of linkers markedly improves their binding performance. Such improvement is important for the development of more efficient recognition systems for glyphosate detection.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Molekular geprägte Polymere Festphasensynthese Glyphosatdetektion NanoMIPs
Schlagwörter
(Englisch)
Molecularly Imprinted Polymers Solid-Phase Synthesis Detection of Glyphosate
Autor*innen
Julia Sturzenegger
Haupttitel (Englisch)
Optimization of the solid phase synthesis of molecularly imprinted polymers for the gravimetric detection of glyphosate
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
ix, 54 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Peter Lieberzeit
Klassifikation
35 Chemie > 35.22 Physikalische Chemie. Sonstiges
AC Nummer
AC17764336
Utheses ID
78944
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |