id,collection,dc.contributor.author,dc.contributor.firstReferee,dc.contributor.furtherReferee,dc.contributor.gender,dc.date.accepted,dc.date.accessioned,dc.date.available,dc.date.embargoEnd,dc.date.issued,dc.description,dc.description.abstract[de],dc.description.abstract[en],dc.identifier.uri,dc.identifier.urn,dc.language,dc.rights.uri,dc.subject,dc.subject.ddc,dc.title,dc.title.translated[en],dc.type,dcterms.accessRights.dnb,dcterms.accessRights.openaire,dcterms.format[de],refubium.affiliation[de],refubium.mycore.derivateId,refubium.mycore.fudocsId,refubium.mycore.transfer "d5f3646c-7585-4ca0-bbf0-147844167066","fub188/13","Jamil, Basil","Prof. Dr. H.-P. Berlien","Prof. Dr. G. Müller","n","2004-07-13","2018-06-07T14:37:03Z","2004-08-14T00:00:00.649Z","2004-08-31","2004","1 TITELBLATT, INHALT 5 1 EINLEITUNG 5 1.1 Biologischer Hintergrund 7 1.1.1 Die Zelle 7 1.1.2 Das Membransystem von Zellen 8 1.1.3 Membranaufbau 9 1.1.4 Zellorganellen 10 1.1.5 Mitochondrien 11 1.2 Metabolismus 11 1.2.1 Die oxidative Phosphorylierung 11 1.2.2 Tumormetabolismus 12 1.3 Klinik der Photodynamischen Therapie 13 1.3.1 Pharmakokinetik 13 1.3.2 Klinische Ergebnisse 13 1.3.3 Nebenwirkungen 15 1.3.4 Toxizität 15 1.3.5 Stoffwechselstörungen 16 1.3.6 Immunreaktion 16 1.4 Photosensibilisatoren 17 1.4.1 Klassifikation der Photosensibilisatoren 17 1.4.2 Farbstoffe 17 1.4.3 Porphyrine 18 1.4.3.1 Die Rolle von Porphyrinen in der PDT 18 1.4.3.2 Grundstrukturen der Porphyrine und ihrer Derivate 19 1.4.4 Photosensibilisator-Verteilung in Gewebe 21 2 PROBLEMSTELLUNG 23 3 MATERIAL UND METHODEN 26 3.1 Geräte 26 3.1.1 Lasersysteme und Parameter 26 3.1.2 Elektronspinresonanzanlage 26 3.2 Puffer und Lösungen 27 3.2.1 Photosensibilisatorlösungen 27 3.2.2 Reaktionslösung für die ESR-Untersuchungen 27 3.3 Methoden 29 3.3.1 ESR-Messung 29 3.4 Physikalischer Hintergrund 29 3.4.1 Die Physik des Lichts 30 3.4.1.1 Licht als Welle 30 3.4.1.2 Das Rutherford'sche Atommodell 31 3.4.1.3 Licht als Teilchen 32 3.4.2 Die Physik der Materie 33 3.4.3 Quantisiertes orbitales Drehmoment und das Bohr'sche Atommodell 33 3.4.4 Die Energiequantisierung der Elektronenzustände 34 3.4.5 Materie als Wellen 34 3.4.6 Elektronenorbitale 35 3.4.7 Die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie 35 3.4.7.1 Spin und Spinorbitale 35 3.4.7.2 Spin- und bahnmagnetische Momente 36 3.4.7.3 Das Pauli`sche Prinzip 37 3.4.7.4 Das Aufbauprinzip der Elemente 38 3.4.7.5 Lichtenergie, chemische Reaktivität und Valenzelektronen 40 3.4.7.6 Spektroskopische Aufspaltung in einem Magnetfeld (i) 41 3.4.8 Mehrelektronenzustände: die Ununterscheidbarkeit der Elektronen 42 3.4.9 Symmetrie und Antisymmetrie in der Quantenmechanik 42 3.4.10 Spin als eine binäre Größe 43 3.4.11 Elektronenpaare: Triplett- und Singulettzustände als Spinzustandsprodukte 44 3.4.12 Symmetrie und Parallelität 44 3.4.13 Spektroskopische Aufspaltung in einem Magnetfeld (ii) 45 3.5 Moleküle und Radikale 46 3.5.1 Chemische Bindungen 46 3.5.2 Die Grundzustandsenergie 48 3.5.3 Die Hund`schen Regeln für den Grundzustand 48 3.5.4 Der Sauerstoffgrundzustand 49 3.5.5 Die aktivierten Sauerstoffspezies (ROS) 49 3.5.5.1 Anregung aus dem Grundzustand: erlaubte Übergänge und Spinverbot 49 3.5.5.2 Folgen der Tripletteigenschaft des Sauerstoffgrundzustands 50 3.5.6 Radikale 51 3.5.6.1 Sauerstoffradikale 51 3.5.6.2 Die Superoxidanion- und Hydroperoxylradikale 52 3.5.6.3 Wasserstoffperoxid 53 3.5.6.4 Das OH-Radikal 55 3.5.7 Radikalkettenreaktion und Autooxidation 55 3.6 Photoinduzierter Elektronentransfer 56 3.6.1 Typ I-Sauerstoffaktivierung 57 3.6.1.1 Bildung von Superoxidradikalen 57 3.6.1.2 Bildung von Wasserstoffperoxid 58 3.6.1.3 OH-Radikalbildung 58 3.6.2 Typ II-Sauerstoffaktivierung: Photoinduzierte Energieübertragung 58 3.6.3 Fluoreszenz und Phosphoreszenz 59 3.6.4 Die Spin-Bahn-Kopplung 60 3.7. Photosensibilisator-Anregung 60 3.7.1 Farbmittel vs Farbstoffe und andere Photosensibilisatoren 60 3.7.2 Die Generation von Singulettsauerstoff 61 3.7.3 Die Elektronenspinresonanz 62 3.7.4 Die Elektronenspinresonanz-Spektroskopie 63 3.7.5 Die Struktur des aufgezeichneten Spektrums 64 3.7.6 Der Einsatz von Spintraps 65 3.8 Detektion der 1O2-Erzeugung mit TEMP 67 3.9 Detektion der Sauerstoffradikalbildung mit DMPO 67 4 ERGEBNISSE 70 4.1 Spezifität des Meßsystems und Schwankungsbreite von Tag zu Tag 70 4.2 Einfluß der TEMP-Konzentration auf die Bildung des 1O2-TEMP-Produktes TEMPO 72 4.3 Einfluß der Photosensibilisator-Konzentration auf die Bildung des 1O2-TEMP- Produktes TEMPO 74 4.4 Linearisierung der Generierungsraten von Singulettsauerstoff 77 4.4.1 Hintergrund 77 4.4.2 Auswertung 78 4.5 Spezifität der Generierung von Singulettsauerstoff 79 4.6 Vergleichende Untersuchung der Singulettsauerstoffgenerierung von Photosan 3® und anderen Porphyrinderivaten 83 5 DISKUSSION 88 5.1 Untersuchung zur Spezifität der Generierung von Singulettsauerstoff 90 5.2 Vorversuche zur Untersuchung der Singulettsauerstoffgenerierung 90 5.3 Ergebnisse der quantitativen Vergleiche 91 5.4 Validität der Messungen 93 5.5 Einschränkungen der Methode 94 6 SCHLUßFOLGERUNGEN 95 7 ZUSAMMENFASSUNG 96 1 DANKSAGUNG 8 LITERATURVERZEICHNIS 97","In der vorliegenden Arbeit wurden die Generierungsraten von Singulettsauerstoff durch unterschiedliche Porphyrinderivate in wäßriger Lösung nach Anregung durch Licht mittels Elektronenspinresonanz (ESR) bestimmt. Es wurde Licht mit der Wellenlänge 633 nm für alle untersuchten Substanzen benutzt, entsprechend einem Absorptionsmaximum für die beiden klinisch eingesetzten Substanzen Photofrin II(r) oder Photosan 3(r). Wellenlängen in diesem Bereich finden am häufigsten Anwendung in der PDT. Für die Optimierung der quantitativen Ergebnisse wurde ein System entwickelt, das einen Austausch der Reaktionslösungen bei konstanter Lage der Meßzelle innerhalb des Resonators garantiert. Die Meßwerte besaßen eine Standardabweichung von unter 3%. Die Verwendung von TEMP ermöglichte zunächst den spezifischen Nachweis des erzeugten Singulettsauerstoffs. Eine mathematische Auswertung der aufgezeichneten Signale war möglich. Die quantitativen Aussagen belegten die hypothetische Linearität zwischen Photosensibilisatorkonzentration und Singulettsauerstoffgenerierung. Anhand der Berechnung der Anfangssteigungen der Kurven konnte ein quantitativer Vergleich besser durchgeführt werden als anhand der maximal generierbaren Konzentration des Singulettsauerstoff-Radikalprodukts (TEMPO). Die Ergebnisse zeigen, daß die Bildung von 1O2 proportional sowohl zur Konzentration des Photosensibilisators als auch zur eingestrahlten Energie ist. Insbesondere zeigen sie, daß die unterschiedlichen Photosensibilisatoren Differenzen in der Effektivität bezüglich der 1O2-Generierung aufweisen. Bei gleichen Gewichtskonzentrationen zwischen Photofrin II(r) und Photosan 3(r) konnte kein eindeutiger Unterschied in der Singulettsauerstoffgenerierung gemessen werden. Somit sind diese beiden Substanzen diesbezüglich äquivalent.","In this work, electron spin resonance (ESR) was used to determine the singlet oxygen generation rates for several porphyrin derivatives in solution following excitation with light. A wavelength of 633 nm was used for all substances examined, in accordance with an absorption maximum as used with the two substances Photofrin II and Photosan 3 in the clinical setting. Wavelengths in this area are those that find most frequent application in PDT. A system was developed which permitted an exchange of the reactant solutions in the reaction cell without altering its position within the resonator, a prerequisite for optimal quantitative results. The measurements had a standard deviation of under 3%. The specific proof of singlet oxygen production was obtained using TEMP. A mathematical evaluation of the detected signals was possible. The experimental evaluation was in accord with the hypothetical linearity between photosensitizer concentration and singlet oxygen generation. The initial gradients of the curves permitted a better quantitative comparison than did the maximal signal for the singlet oxygen radical product (TEMPO). The results show that the formation of 1O2 is proportional both to the concentration of the photosensitizers and to the applied energy. They demonstrate in particular the differences between the diverse photosensitizers with regard to their efficiency in generating 1O2. No clear difference was found with respect to singlet oxygen generation between Photofrin II and Photosan 3 at the same concentrations by weight. These two substances are therefore equivalent in this regard.","https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/155||http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4359","urn:nbn:de:kobv:188-2004002084","ger","http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen","Singlet Oxygen||Photosensitizers||Electron spin resonance","600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit","Elektronenspinresonanz-Untersuchungen zur Singulettsauerstoff-Generierung verschiedener Photosensibilisatoren für die Photodynamische Therapie","Electron spin resonance investigations on the generation of singlet oxygen by different photosensitizers for Photodynamic Therapy","Dissertation","free","open access","Text","Charité - Universitätsmedizin Berlin","FUDISS_derivate_000000001374","FUDISS_thesis_000000001374","http://www.diss.fu-berlin.de/2004/208/"