dc.contributor.author
Martins Camargo, Ana Paula
dc.date.accessioned
2018-06-07T21:19:41Z
dc.date.available
2004-08-23T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7723
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11922
dc.description
Title page and Contents
1\. Introduction
2\. Background
3\. Experimental
4\. Thymine, Uracil and Adenine
5\. Bromouracil, Adenine and Guanine
6\. Adenosine and Thymidine
7\. Summary
References
Abstract
Kurzfassung
Curriculum vitae, acknowledgements
dc.description.abstract
We report on the adsorption and the coadsorption behavior of purine (adenine
and guanine) and pyrimidine bases (uracil and thymine), as well as on the
pyrimidine derivative bromouracil on Au(111). The influence of the sugar group
on the adsorption behavior was also investigated by using adenosine and
thymidine nucleosides instead of adenine and thymine. The adsorption behavior
of thymine, uracil and bromouracil is quite similar. They shows four
characteristic interfacial regions forming a condensed physisorbed film at
negative potentials, where the molecules are oriented planar with respect to
the electrode surface and a chemisorbed film at positive potentials with the
molecules adsorbed in an upright position. In case of purine bases at negative
potentials, adenine is strongly adsorbed parallel to the electrode surface
forming a charge-transfer complex between the p*-orbital of adenine and the
d-orbital of the Au(111) electrode. Guanine presented the most surprising
behavior, depending on the pH value. At low pH values, it behaves like a
pyrimidine, i. e., it forms a physisorbed film at negative potentials and a
chemisorbed film at positive potentials. With increasing the pH value, the
adsorption behavior is more similar to the purine base adenine, which means
that it is strongest adsorbed at negative potentials. For coadsorption of
adenine-thymine base pairs, a mutual interaction between adenine-thymine was
found at negative potentials, where the charge-transfer complex between the
p*-orbital of adenine and the d-orbital of the gold surface is strongly
influenced by the interaction between adenine-thymine. For the thymine-uracil
system (non-complementary base pairs), it was concluded that thymine prevents
the uracil adsorption and no signal for interaction was found. In the case of
bromouracil-adenine, we have no real indication for interaction between the
bases. This can be due either to the lower interaction between them or to the
surface structure of bromouracil at negative potentials. In contrast to the
bromouracil-adenine system, bromouracil-guanine (pH = 2) are physisorbed at
negative potentials and chemisorbed at positive potentials. It makes the
differentiation between them more complicated. For the nucleosides adenosine
and thymidine and for the adenosine-thymidine system, both molecules showed
different adsorption and coadsorption characteristics when compared with the
bases adenine and thymine. For the adsorption of the nucleosides, no
discernible current peak at negative potentials was obtained. For the
adenosine-thymidine system no interaction was found. The reason is the
presence of the sugar group, which may change the orientation of the molecules
on the electrode surface preventing also an interaction between them.
de
dc.description.abstract
In dieser Arbeit wurden die Adsorptions- und Koadsorptionseingenschaften der
Purine (Adenin und Guanin), der Pyrimidine (Uracil und Thymin) und des
Bromouracils unter Potentialeinfluss auf einer Au(111)-Oberfläche utersucht.
Durch die Verwendung von Adenosin- und Thymidin konnte der Einfluss der
Zuckergruppe auf die Adsorptionseigenschaften untersucht werden. Das
Adsorptionverhalten von Thymin, Uracil und Bromouracil ist ähnlich. Man erhält
vier Potentialregionen mit charakteristischem Adsorptionsverhalten. In
negativen Potentialbereichen sind die Moleküle physisorbiert. In der
Adsorptionsschicht findet ein Phasenübergang statt bei Unterschreiten der
kritischen Parameter Potential, Temperatur und Konzentration. Die Moleküle
sind im Hinblick auf die Elektronoberfläche planar orientiert. In positiven
Potentialbereichen chemisorbieren die Moleküle, verbunden mit einen Wechsel zu
senkrechter Orientierung. Die Purinbase Adenin ist bei negativen Potentialen
ebenfalls parallel zur Elektrodenoberfläche adsorbiert, bildet dabei jedoch
einen Ladungstransferkomplex zwischen dem p*-Orbital des Adenins und den
d-Orbitalen der Au(111)-Elektrode. In Abhängigkeit vom pH-Wert zeigt Guanin
überraschende Eigenschaften. Bei niedrigem pH-Wert ähnelt das
Adsorptionsverhalten mehr der Purinbase Adenin; man beobachtet eine starke
Adsorption bei negativen Potentialen. Werden Adenin/Thyminbasen-Paare
koadsobiert, findet bei negativen Potentialen eine attraktive Wechselwirkung
zwischen Adenin und Thymin statt, wodurch der Ladungstransfer-Komplex zwischen
dem p*-Orbital von Adenin und dem d-Orbital der Goldoberfläche stark
beeinflusst wird. Im Gegensatz dazu konnten für das Thymin/Uracil-System
(nichtkomplementäre Basenpaare) keinerlei Wechselwirkungen gefunden werden.
Thymin verhindert die Uracil-Adsorption. Auch Bromouracil/Adenin und
Bromouracil/Guanin (pH = 2), koadsorbiert an der Elektrodenoberfläche,
wechselwirkend nicht attraktiv miteinander. Bei den Nukleosiden Adenosin und
Thymidin und Adenosin/Thymidin-Sytem zeigen beide Moleküle im Vergleich mit
den Basen Adenin und Thymin unterschiedliche Adsorptions- und
Koadsorptionscharakteristika. Es gibt keinerlei Hinweis auf einen
Phasenübergang in der physisorbierten Schicht. Daraus kann der Schluss gezogen
werden, dass während der Koadsorption der Nukleoside ebenfalls keine
attraktiven Wechselwirkungen stattfinden. Der Grund dafür ist in der
anwesenden Zuckergruppe zu suchen, die die Orientierung der Moleküle auf der
Elektrodenoberfläche verändert und eine Wechselwirkung untereinander
verhindert.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Electrochemistry
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie::540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
dc.title
An electrochemical study of the adsorption and coadsorption behavior of
selected purines, pyrimidines and nucleosides on Au(111)
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Helmut Baumgärtel
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Constanze Donner
dc.date.accepted
2004-07-15
dc.date.embargoEnd
2004-08-26
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2004002259
dc.title.translated
Eine elektrochemische Studie der Adsorption und Koadsorption ausgewählter
Purine, Pyrimidine und Nucleoside auf Au(111)
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000001322
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2004/225/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000001322
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access