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HPLC-MS Untersuchungen von Gold-Komplexen in Lösungen und biologisch relevanten Matrizes

Affiliation/Institute
Institut für Medizinische und Pharmazeutische Chemie
Hoffmeister, Henrik

Im Rahmen dieser Arbeit wurden bereits etablierte NHC-Gold(I)-Komplexe synthetisiert und ihre Eigenschaften in biologisch relevanten Matrizes untersucht. Dazu wurde eine HPLC-MS Methode entwickelt, die in der Lage ist, den Hauptkomplex von potentiellen Abbauprodukten und Metaboliten zu trennen. Das chromatographische Verfahren ermöglichte dabei neben einer qualitativen Betrachtung eine einfache Quantifizierung der untersuchten Komplexe.

Zunächst wurde die Stabilität in organischen Lösungsmitteln, wässrigen Lösungsmitteln und in saurer Lösung untersucht. Dabei konnte eine Instabilität in wässrigem Milieu gezeigt werden, die mit abnehmenden pH-Wert verstärkt wurde. Entstandene Abbauprodukte konnten identifiziert und quantifiziert werden. Weitere Untersuchungen mit Schwefelverbindungen als Reaktionspartnern ergaben weiteren Aufschluss über das Verhalten von Gold(I)-Komplexen in biologischem Umfeld. Die Experimente zeigten Ligandenaustauschreaktionen, welche in Form von Reaktionsgleichungen abgeleitet wurden.

Um das Verständnis für das Verhalten von Goldkomplexen in biologischem Umfeld weiter zu vertiefen, wurden Stabilitätsuntersuchungen in der Zellkultur durchgeführt. Dazu wurde eine Zellextraktionsmethode entwickelt, die den intakten Komplex, Abbauprodukte und potentielle Metabolite extrahieren soll. Die anschließende Analytik wurde erneut mit der HPLC-MS durchgeführt. Zusätzlich wurden Zellaufnahmestudien mit einem Atomabsorptionsspektrometer durchgeführt.

Da es sich bei den untersuchten Verbindungen um potentielle Zytostatika handelt, wurden diese in einem Xenograft-Modell auf ihre antitumorale Wirkung und Verträglichkeit untersucht.

In this work, already established NHC-gold(I) complexes were synthesized and their properties in biologically relevant matrices were investigated. For this purpose, an HPLC-MS method capable of separating the main complex from potential degradation products and metabolites was developed. The chromatographic method thereby enabled an easy quantification of the investigated complexes in addition to a qualitative analysis.

First, the stability in organic solvents, aqueous solvents and in acidic solution was investigated. An instability in aqueous medium could be shown, which was enhanced with a decreasing pH value. Formed degradation products could be identified and quantified. Further studies using sulfur compounds as reaction partners provided further insight into the behavior of gold(I) complexes in biological environments. The experiments revealed ligand exchange reactions, which were derived in the form of reaction equations.

To further understand the behavior of gold complexes in biological environment, stability studies were carried out in cell culture. For this purpose, a cell extraction method was developed to extract the intact complex, degradation products and potential metabolites. Subsequent analysis was again performed using HPLC-MS. In addition, cell uptake studies were performed using an atomic absorption spectrometer.

Since the compounds studied are potential cytostatic agents, they were evaluated for their antitumor activity and tolerability in a xenograft model.

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