Oddziaływania supramolekularne jako efektywne narzędzie do wytwarzania responsywnych architektur oraz sensorów - Čonková, Miroslava (My University, 2023)
Praca doktorska obejmuje podsumowanie literatury dotyczącej zastosowania oddziaływań supramolekularnych w tworzeniu responsywnych systemów oraz dwie publikacje. Pierwsza publikacja przedstawia, jak wiązania wodorowe i koordynacyjne w obrębie jednej cząsteczki prowadzą do różnych architektur. Cząsteczki pochodnej 2-pirydonu w amidowej formie tautomerycznej tworzą układy helikalne. Równowaga tautomeryczna przesuwa się w kierunku formy iminolowej w obecności jonu Zn2+, co prowadzi do tworzenia kompleksu typu ML2, który tworzy związane niekowalencyjnie dimery toroidalne. Ponieważ zarówno kompleks ML2, jak i helisy mają różne właściwości fluorescencyjne cząsteczka może być wykorzystywana jako test kolorymetryczny do wykrywania Zn2+. Tematem badanym w drugiej publikacji była detekcja kolorymetryczna, w której ligand acylhydrazonowy został osadzony na powierzchnię nanocząstek złota i wykorzystany do wykrywania Ni2+, Cu2+ i Fe3+. Nasz sensor przewyższa podobne systemy, osiągając wartości detekcji na poziomie nanomoli. Aby pokazać potencjał sensora, wykorzystaliśmy reakcje prowadzoną na katalizatorze niklowym, używaną w produkcji PDE472. Nasze rezultaty pokazują, że wyniki uzyskane za pomocą ICP-MS są porównywalne z naszymi wynikami; jednakże proces z użyciem sensora trwał kilka minut, podczas gdy procedura ICP-MS wymagała wcześniejszego przygotowania próbki i trwała kilka godzin. The thesis encompasses a summary of literature discussing the application of supramolecular interactions in the generation of responsive systems and two publications. The first report presents how hydrogen and coordination bonds within one molecule lead to different architectures. Molecules of the 2-pyridone derivative in amide tautomeric form assemble into helical arrays. The tautomeric equilibrium shifts towards iminol form when the Zn2+ ion is present, and the molecule forms an ML2 type complex, which forms toroidal dimers. Since both complex and helical arrays have distinct fluorescence responses, the molecule can be used as a colorimetric test for Zn2+. Colorimetric detection was a subject of study in the second report, in which acylhydrazone ligand was deposited on the surface of gold nanoparticles and used for the detection of Ni2+, Cu2+, and Fe3+. Our sensor outperforms similar systems, with nanomolar detection limits. We used a nickel-catalysed coupling, used in the production of PDE472, to demonstrate the potential of sensor. Our finding shows that ICP-MS results are comparable to our results; however, while the process with the sensor took minutes, ICP-MS required pre-treatment of the sample and took several hours.
Supramolecular interactions as an effective tool for fabrication of stimuli-responsive architectures and sensors
Wydział Chemii
Keywords: oddziaływania supramolekularne; sensory; wiązanie wodorowe; wiązanie koordynacyjne; materiały; supramolecular interactions; sensors; hydrogen bond; coordinations bond; materials