Schwerpunkte der Forschung
- Femtochemie
- Ionenfallen-Spektroskopie
- Intermetallische Wechselwirkung
Dynamik und Spektroskopie photochemischer Elementarprozesse untersucht mit ultrakurzen Laserpulsen
Der Schwerpunkt unserer Forschungsarbeiten liegt in der Entwicklung neuer spektroskopischer Methoden in der ultrakurzen Zeitdomäne zur Untersuchung elementarer molekularer Dynamik (Rotation, Schwingung, Elektronen-/Protonen-Transfer). Hierbei kommen ultrakurze Laserpulse (ca. 100 Femtosekunden Pulsbreite) in Form der Anregungs-Abfrage-Methode (pump-probe) auf der Zeitskala dieser molekularen Prozesse in vielfältiger Weise zum Einsatz. Als Nachweismethoden wird Photodissoziation in Kombination mit Ionenfallen-Massenspektrometrie eingesetzt (Action-Spektroskopie, s. Abb. 1).
Ausgewählte Publikationen
- D. Imanbaew, Y. Nosenko, C. Kerner, K. Chevalier, F. Rupp, C. Riehn, W. R. Thiel, R. Diller, "Excited state dynamics of a ruthenium(II) catalyst studied by transient photofragmentation in gas phase and transient absorption in solution", Chem. Phys. 2014, 442, 53-61. 10.1016/j.chemphys.2014.03.005
- Y. Nosenko, W. Klopper, C. Riehn, "UV fragmentation and ultrafast dynamics of trinuclear silver/1-methylthymine and silver/1-methyluracil metal-base pairs in an ion trap", Chem. Phys. Lett. 2016, 659, 55-60. 10.1016/j.cplett.2016.07.002
- S. V. Kruppa, F. Bäppler, Y. Nosenko, S. P. Walg, R. Diller, C. Riehn, "Ultrafast Vibrational and Electronic Dynamics of Metal-Metal Interactions Studied by Transient Photo-Induced Dissociation (Gas Phase)and Transient Absorption (Solution)", Proceedings of the XXth Conference on Ultrafast Phenomena, Santa Fe (USA), 2016. 10.1364/UP.2016.UW4A.33
Addukte von Nukleobasen mit Übergangsmetallen
Die Wechselwirkung von Metallen und Metall-Ionen mit den Bausteinen der DNA und RNA, den Nukleobasen, ist von fundamentaler Bedeutung für die Struktur, Stabilität und Funktionalität biologischer Systeme (s. Abb. 2). Während spezifische Komplexe mit Pt (cis-Platin) schon lange als Krebstherapeutika Anwendung finden, werden alternativ photoaktivierbare Ru(II)-Komplexe diskutiert. Aggregate aus mehreren Ag(I)-Ionen mit DNA-Strängen werden für die Fluoreszenz-Biosensorik eingesetzt. Wir untersuchen die Bildung und Eigenschaften solcher Aggregate mit Ionenfallen-Laserspektroskopie.
Femtosekunden-Dynamik multinuklearer Metall-Ligand-Komplexe
Der Femtosekunden zeitaufgelöster Energie- und Ladungstransfer in ionischen, massenselektierten Metall-Ligand-Komplexen wird durch Photodissoziation untersucht. Die Ionen werden durch Electrospray Ionisation (ESI) präpariert und in einer Ionenfalle gespeichert. Die Dynamik zwischen Metallzentren oder Metallzentren und Liganden wird in Abhängigkeit von Art der Liganden und Metalle bestimmt. Nach Laseranregung elektronischer Zustände erfolgen unterschiedliche photochemische Umwandlungen, deren Nachweis über Photofragmentation gelingt. Aus der Aufklärung dieser ultraschnellen Elementarprozesse in multinuklearen Metallkomplexen und ihren Addukten (s. Abb. 3) erhoffen wir uns grundlegende Erkenntnisse zu den elektronischen, optischen und reaktiven Eigenschaften dieser wichtigen Spezies. Anwendungen liegen im Bereich der (Photo-)Katalyse, Lumineszenz-Diagnostik oder Energiewandlung.
