Peptide-based transient gels

Abstract

Tämän pro gradu -tutkielman kirjallisuusosa käsittelee transientteja geelejä ja niiden mahdollisia sovelluksia tulevaisuudessa. Transientit geelit ovat epätasapainotilassa ja niiden itsejärjestäytymistä sekä hajoamista voidaan säädellä ennalta ohjatusti erilaisten kemiallisten polttoaineiden tai valon avulla. Kirjallisuusosassa perehdyttiin tarkemmin peptidipohjaisiintransienttigeeleihin ja niiden ominaisuuksiin sekä valmistamiseen. Tutkielman kokeellisessa osassa tutkittiin kemiallisesti aktiivisten orgaanisten liuottimien ja happopitoisuuden vaikutusta geelien itsejärjestäytymiseen, geeliytymismekanismiin ja muodostuvien organogeelien rakenteeseen. Tässä tutkimuksessa organogeelien muodostamiseen käytettiin aminohappopohjaista prekursorigelaattoria (Boc-Phe-Phe-OtBu). Boc-suojaryhmän selektiivinen poisto tert-butyyliryhmän läsnä ollessa aiheutti geeliytymisen. Orgaanisten liuottimien vaikutuksia geeliytymiseen ja geelien rakenteeseen tutkittiin NMR- ja FT-IR-spektroskopialla, massaspektrometrialla, pyyhkäisyelektronimikroskopialla (SEM) ja erilaisilla geeleille tehdyillä kokeilla. Käytettyjen orgaanisten liuottimien osoitettiin tukevan geelien muodostumista, osallistuvan geeliytymisprosessiin sekä vaikuttavan geelin spatiotemporaalisiin ominaisuuksiin.

The literature part of this master’s thesis deals with transient gels and their potential applications. Special emphasis was put on peptide-based transient gels and their properties. The experimental part of the thesis focuses on the effect of chemically active organic solvents and acid concentration on the temporal self-assembly, the gelation mechanism and the network of in situ formed organogels. In this study, the amino acid-based precursor gelator (Boc-Phe-Phe-OtBu) was used to form organogels. The selective deprotection reaction of the Boc group in the attendance of the tert-butyl group was the driving force of the gelation. The effects of organic solvents on gelation and the structure of the gels were investigated by NMR and FT-IR spectroscopy, mass spectrometry, scanning electron microscopy (SEM), and various other experiments on the gels. The organic solvents used were shown to support the formation of gels, participate in the gelation process and affect the spatiotemporal properties of the gel.