title: Intermolekulare Energie- und Ladungstransferprozesse in photoinduzierten anorganischen Ionen und biorelevanten Molekülen in wässriger Umgebung
Creators: name: Bloß, Dana
Publisher: name: KOBRA Universität Kassel
Year: 2024
Subjects: subject: Photoelektronen-Spektroskopie
subject: niederenergetische Elektronen-Emission
subject: Strahlungschemie
subject: Energie-Transfer
classificationCode: 530
subject: 530
classificationCode: Photoelektronenspektroskopie
subject: Photoelektronenspektroskopie
classificationCode: Elektronenemission
subject: Elektronenemission
classificationCode: Energietransfer <Mikrophysik>
subject: Energietransfer
classificationCode: Röntgenstrahlung
subject: Röntgenstrahlung
classificationCode: Strahlenchemie
subject: Strahlenchemie
classificationCode: Ion
subject: Ion
classificationCode: Wässrige Lösung
subject: Wässrige Lösung

description: <p>Die Untersuchung der Wechselwirkung von Röntgenstrahlen mit biorelevanter Materie ist ein anhaltendes und weitverbreitetes Forschungsfeld. Obwohl die makroskopischen Folgen dieser Wechselwirkung bereits weitgehend verstanden sind, ist unser Verständnis der Prozesse auf molekularer Ebene noch sehr unzureichend. 
Nicht zuletzt, da diese Untersuchung biorelevanter Moleküle oder Ionen auf molekularer Ebene gerade in ihrer natürlichen, meist wässrigen Umgebung enorm anspruchsvoll ist. Allerdings zeigt besonders diese Umgebung sowohl schützende als auch schädliche Aspekte bei der Wechselwirkung von biorelevanter Materie mit den Röntgenstrahlen auf und darf deshalb bei Untersuchungen nicht vernachlässigt werden. Schützende Aspekte können hierbei beispielsweise durch sterische Hinderungen oder Neutralisierung von Ladungen auftreten und so dissoziative Prozesse in Molekülen verhindern. Zu den schädlichen Aspekten gehören die Erzeugung von sekundären, niederenergetischen Elektronen, Radikalen oder Ionen, welche für Schädigungen der DNA (unter anderem durch Doppelstrangbrüche) verantwortlich sein können.
In dieser Arbeit wurden intermolekulare Prozesse zwischen biorelevanten Molekülen oder anorganischen Ionen und ihrer wässrigen Umgebung untersucht. Dabei standen Energie- und Ladungstransfer Prozesse zwischen den Molekülen/Ionen und ihrer Umgebung im Vordergrund, welche intermolecular Coulombic decay, kurz ICD, und electron-transfer mediated decay, kurz ETMD, genannt werden. Diese Prozesse sind für die Emission der genotoxischen, niederenergetischen Elektronen verantwortlich, können allerdings auch in spezifischen Innerschalen-Varianten der Prozesse Moleküle vor ihrer Dissoziation bewahren. Für die Untersuchung dieser intermolekularen Prozesse wurde die fortschrittliche Multi-Elektronen und Elektronen-Ionen Koinzidenzspektroskopie verwendet.
Die Erforschung der intermolekularen Prozesse auf molekularer Ebene trägt sowohl zum besseren Verständnis ihrer Auswirkungen als auch zum Schutz vor Strahlenschäden bei.</p>
description: <p>The investigation of the interaction between X-rays and biorelevant matter is one of the long-standing and widely explored research fields. While the macroscopic consequences of this interaction are in large parts well understood, our understanding of the underlying processes on a molecular level remains insufficient. This is primarily due to the challenges associated with studying biorelevant molecules or ions on a molecular level in their natural, predominantly aqueous environment. However, this aqueous environment plays a crucial role in the interaction between X-rays and biorelevant matter, exhibiting both protective and damaging effects, and must therefore not be neglected in such studies.
Protective effects may arise, for instance, through steric hindrance or charge neutralization, which can prevent dissociative processes in molecules. Damaging effects include the generation of secondary low-energy electrons, radicals, or ions, which can contribute to DNA damage, like double-strand breaks of the DNA.
In this work, intermolecular processes between biorelevant molecules or inorganic ions and their aqueous environment were investigated. The focus was on energy- and charge-transfer processes between the molecules/ions and their surroundings, known as intermolecular Coulombic decay (ICD) and electron-transfer mediated decay (ETMD). These processes are responsible for the emission of genotoxic low-energy electrons but can also, in specific inner-shell variants, protect molecules from dissociation. To study these intermolecular processes, advanced multi-electron and electron-ion coincidence spectroscopy was used. 
Investigating these processes at a molecular level not only enhances our understanding of their effects but also contributes to the protection against radiation-induced damage.</p>