Lys og molekyler. Bo W. Laursen Nano-Science Center & Kemisk Institut Københavns Universitet

Transkript

1 ano-science Center Lys og molekyler Bo W. Laursen ano-science Center & Kemisk Institut Københavns Universitet Akademiet for Talentfulde Unge Ringsted Gymnasium 31. Januar 2015

2 Enhedens navn Kemi og nano-videnskab Professor i kemi på Københavns Universitet Leder af ano-science Center Kandidat i kemi 1997, KU PhD, Risø 2001 Forsker ved UCLA Forskningsinteresser: rganisk syntese Molekylær elektronik Lys og molekyler Bo Wegge Laursen

3 Struktur og funktion i den biologiske nano verden

4 Struktur og funktion i den biologiske nano verden Følge processer i tid og rum?

5 Struktur og funktion i den biologiske nano verden Molekylær nano spion

6 Farvning med fluorescerende molekyler Mikroskopi Fluorescensmikroskopi Farve specifikke dele af prøven med fluorescerende farvestoffer

7 Absorption og fluorescens - atomer The obel Prize in Physics 1922 was awarded to iels Bohr "for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them" iels Henrik David Bohr (Fysik 1922)

8 Absorption og fluorescens - molekyler

9 Absorption og fluorescens Fluorescensmikroskopi Emission filter

10 Super-Resolution Fluorescence Microscopy obel prisen i kemi 2014 for Super-Resolution Fluorescence Microscopy. Eric Betzig Stefan Hell William Moerner

11 Farvestofferne er nøglen til endnu bedre/mere information S. Hell, obel Lecture, Stockholm 08/12/2014: Stefan Hell... in the 20 th century it was the lenses which where decisive and the lens makers where the kings. You had to go to them and ask for the best lenses to get the best resolution. But today, it s about molecular states - and molecular states are of cause about molecules. The molecules decide now how good you can image. The molecules decide now the special resolution and molecules that is not optical technology that is chemistry. It is now the chemists that makes the best pictures. You can say that this initial physics problem which the diffraction barrier was is now converted into a chemistry topic.

12 Farvestofferne er nøglen til endnu bedre/mere information Fluorescerende molekyler: Selektiv farvning Præcis lokalisering Ekstrem følsomhed Ekstrem hastighed Flere farver Føler omgivelserne By design Molekylær ano-spion

13 ye farvestoffer: Aza/oxa-triangulenium salte + Ia R + R' R' R' Y - Y - Y - Y Ib R + Ic R + 4 IIa IIb IIc IIIc + 5 R IIIa + IIIb + R' Y - Y - Y Angewandte Chemie International Edition, 2000, 39, Chemistry A European Journal, 2001, 7, Angewandte Chemie International Edition, 2003, 42, Angewandte Chemie International Edition, 2005, 44, Journal of rganic Chemistry, 2012, 77, Chemistry A European Journal, 2014, 20, R

14 Aza/oxa-triangulenium med langsom fluorescens ADTA + DATA + 14

15 Specifik farvning af mitochondrier ADTA + Transmission + overlay 110 nm MitoTracker Green 10 µm ADTA verlay 15

16 Anvendelse af tidsopløst fluorescens måling 0: 33% 33% 33% A: 7% 30% 63% B: 1% 18% 81% C: 0% 5% 95% Dias 16

17 Anvendelse af tidsopløst fluorescens måling i væv Labled with IgG-ADTA 17

18 HMCV et simpelt men nyttigt farvestof 1,0 Q X 0,8 0,6 0,4 0, , nm X Fluorescens quenching: F Q F Q r > 10 nm r < 10 nm

19 Glucose (mm) HMCV et simpelt men nyttigt farvestof X X 1 2 Type 1 Diabetic Patient, Glucose Estimate and Venous Blood Glucose 20 A Venous Control Implanted Sensor B ct 10-ct 11-ct 12-ct Time J. Diabetes Science and Technology, Volume 3, Issue 1, January 2009 Laursen 19 BW, orrild JC. W2005/059037A1 patent.

20 Ratio. Inten. (a.u.) Intensity (a.u.) Intensitet Trådløs måling af ph med fluorescerende farvestoffer Stigende intensitet med faldende ph (fra ph 5 til ph 0) Bølgelængde (nm) Time (s) Time (s)

21 Ratio. Inten. (a.u.) Enhedens navn Det er alt sammen kemi Det handler om molekyler Molekyler kan designes og syntetiseres 1.6 1) PhLi 2) (Et) 2 C CH HBF 4 C + BF )H Time (s) Molekyler kan designes til at være vores spioner i nano-verdenen

22 Thomas Just Sørensen Erling Thyrhaug Ilkay Bora Sidsel Bogh Martin Rosenberg Marco Santella Anne Kathrine Junker Acknowledgments Zygmunt Gryczynski Ignacy Gryczynski Rafal Fudala Badri P. Maliwal 22

23 Enhedens navn Mere information: Bo W. Laursen: ano-science Center: Kemisk Institut: m min forskning i graphen: