Poszukujemy studentów do współpracy przy realizacji przełomowego projektu badawczego z pogranicza chemii organicznej i materiałowej. Atrakcyjne stypendia czekają!

MOF-y przewodzące prąd elektryczny to fascynująca klasa materiałów porowatych o licznych potencjalnych zastosowaniach, takich jak przechowywanie energii, elektrokataliza czy konstrukcja sensorów. Dzięki stypendium Bekkera z NAWA dr hab. Michał Chmielewski nawiązał współpracę z jednym z pionierów i liderów rozwoju tych materiałów, prof. Mircea Dincă z Massachusetts Institute of Technology. Pierwszym owocem tej współpracy jest wspólna publikacja w prestiżowym Angewandte Chemie International Edition, w której pokazujemy nowy typ bloków budulcowych do konstrukcji MOF-ów przewodzących:

Leki, metabolity i inne ważne biologicznie aniony mogą być z łatwością transportowane przez membrany biologiczne za pomocą prostego receptora di(tioamidowego) opracowanego w naszym laboratorium. We współpracy z grupą profesora Alexandra Krosa z Uniwersytetu w Lejdzie pokazaliśmy, że kinetykę transportu wielu ważnych anionów można łatwo mierzyć zarówno w dużych jak i w gigantycznych liposomach jednowarstwowych (tzw. LUV-ach i w GUV-ach).

Prosta reakcja kwas – zasada między handlowo dostępnym, amino-podstawionym katalizatorem rutenowym metatezy olefin a silnie kwasowym, łatwo dostępnym i niezwykle trwałym MOF-em, (Cr)MIL-101-SO3H, została z powodzeniem zastosowana do niezwykle trwałego osadzenia katalizatora nawet w bardzo polarnych, tzw. „zielonych” rozpuszczalnikach. Zastosowanie tak przygotowanego katalizatora pozwoliło na otrzymanie produktów metatezy olefin praktycznie wolnych od rutenu (<10 ppm) w wyniku zwykłego sączenia. Co więcej, katalizator w MOF-ie wykazuje wyższą aktywność niż w warunkach homogenicznych. Po szczegóły odsyłamy do naszego artykułu w specjalnym numerze Organometallics poświęconym chemii metaloorganicznej w szkieletach metalo–organicznych:

Rozpoczynamy nowy projekt badawczy finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach grantu OPUS. Naszym nowym celem jest selektywny transport anionów o znaczeniu biologicznym przez dwuwarstwy lipidowe.

Aniony są przeważnie zbyt hydrofilowe, aby mogły samodzielnie przenikać przez dwuwarstwy lipidowe. Jednocześnie jednak transport anionów przez błony biologiczne jest niezbędny do życia. Na przykład oddychanie komórkowe, czyli zachodzący w każdej komórce proces utleniania związków organicznych prowadzący do wytwarzania energii, wymaga transportowania szeregu różnych anionów: chlorków, wodorowęglanów, karboksylanów i fosforanów. W komórkach rolę tę pełnią wyspecjalizowane białka, a ich dysfunkcja może być przyczyną poważnych chorób. Poszukiwanie syntetycznych transporterów anionów, czyli związków zdolnych do wychwytywania anionów z roztworu wodnego, transportowania ich przez błonę biologiczną i uwalniania do roztworu znajdującego się po drugiej stronie, jest więc niezwykle aktywnym obszarem badań w chemii supramolekularnej.

Rys. 1. Transport anionów przez dwuwarstwy lipidowe syntetycznych liposomów

Jak dotąd jednak znakomita większość prac z tej dziedziny ogranicza się do badania transportu chlorków, i to pomimo że w przyrodzie transport innych anionów również odgrywa istotną rolę. Wynika to prawdopodobnie z braku bezpośrednich i łatwo dostępnych metod badania transportu innych anionów niż chlorki. Dlatego w ramach niniejszego projektu zamierzamy opracować nowe, bezpośrednie metody badania transportu szeregu ważnych anionów o znaczeniu biologicznym, a następnie wykorzystać je do opracowania transporterów selektywnie przenoszących wybrane przez nas aniony przez membrany biologiczne. Szczególnie ambitnym wyzwaniem, które zamierzamy podjąć, będzie transport enancjoselektywny. Nie ma on jak dotąd precedensu w literaturze.

Syntetyczne transportery takich anionów jak zasadowe formy aminokwasów, nukleotydów, metabolitów czy leków mogą mieć ciekawą aktywność biologiczną i znaleźć zastosowania w medycynie, technologii sensorów i rozdziale mieszanin, w tym również mieszanin enancjomerów.

Rozpoczynamy nabór studentów, doktorantów i postdoków którzy chcieliby się włączyć w realizację tego projektu. Oferujemy ciekawą, interdyscyplinarną tematykę, doskonale wyposażone laboratoria oraz atrakcyjne stypendia! Szczegóły w sekcji Aktualności lub za pośrednictwem poczty: mchmielewski@chem.uw.edu.pl.

Dr Michał Chmielewski otrzymał stypendium Bekkera z NAWA, dzięki któremu spędzi 7 miesięcy w jednej z najlepszych uczelni na świecie – Massachusetts Institute of Technology. W tym czasie będzie pracował w zespole prof. Mircea Dinca nad nowymi typami porowatych polimerów koordynacyjnych przewodzących prąd elektryczny.

Jak wyłączyć dwie domeny wiążące jednym fotoprzełącznikiem? Przeczytaj w naszym najnowszym
komunikacie w JACS!

Łatwe do otrzymania i modyfikacji diamidokarbazole okazały się wysoce aktywnymi transporterami anionów przez dwuwarstwy lipidowe oraz czułymi sensorami fluorescencyjnymi, których emisja rośnie nawet piętnastokrotnie pod wpływem takich anionów jak wodorofosforany czy octany. Zobacz naszą najnowszą publikację w OBC: