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RUB-Chemikerinnen und -Chemiker haben eine neue Methode entwickelt, mit der sie Veränderungen in der Energie und Struktur von Wassermolekülen in der Umgebung gelöster Moleküle erfassen können. Mit dieser sogenannten Terahertz-Kalorimetrie untersuchten sie die Eigenschaften der Wasserhülle, die gelöste Alkoholmoleküle umgibt. In Zukunft wollen sie die Methode auch für größere Verbindungen, etwa Enzyme, einsetzen und so Erkenntnisse sammeln, die bei der Entwicklung von Medikamenten helfen können.

Methode jetzt in Echtzeit anwendbar

Fundamentale biologische Prozesse wie enzymatische Reaktionen oder auch das Andocken eines Medikaments an seinen Interaktionspartner finden in wässrigen Lösungen statt – aber nur, wenn sich die Reaktionspartner im Lösungsmittel erkennen. Die für die Erkennung notwendigen Prozesse lassen sich mit einer etablierten Methode messen, der Kalorimetrie. Sie erlaubt Analysen auf Zeitskalen von 1 bis 100 Sekunden. Spektroskopische Verfahren, die auf Lichtpulsen basieren, ermöglichen Messungen im Bereich von einer Millionstel oder einer Milliardstel Sekunde. Die Bochumer Chemiker verbanden diese Ansätze.

„Mit der Realisierung eines Terahertz-Kalorimeters haben wir das erste Ziel umgesetzt, das wir uns für die Verwendung der Mittel aus dem Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats vorgenommen hatten“, so Prof. Dr. Martina Havenith, Sprecherin des Exzellenzclusters Resolv. 2016 hatte sie den mit 2,5 Millionen Euro dotierten Grant eingeworben.

Die Ergebnisse veröffentlichte sie mit Dr. Fabian Böhm und Dr. Gerhard Schwaab in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“.