NMR-omika
Design, syntéza a testování nových receptorů
Stanovování spin-spin interakčních konstant
NMR aerosolomika
Dlouhodobě se zabýváme novým přístupem k analýze polárních organických látek z aerosolů. Naše identifikace látek pomocí NMR je založena na porovnání chemických posunů signálů v 1H NMR spektru aerosolu se signály ze spektra dané látky v knihovně. K tomuto účelu jsme použili software Chenomx, který je určen k identifikaci látek ve spektrech složitých matricí, jako jsou například vzorky tělních tekutin, a který využívá vlastní knihovnu spekter. Pro analýzu aerosolů jsme knihovnu účelně rozšířili o látky běžně obsažené v aerosolech, a tak jsme mohli operovat s knihovnou čítající okolo 150 spekter látek. Tímto způsobem se nám podařilo identifkovat až 60 látek v každém ze vzorků. Vzorky pocházely z Prahy – Suchdola, kde byly sbírány v průběhu letní a zimní kampaně. Díky našemu přístupu byly identifikovány tři nové látky a u čtyř dalších látek byla poprvé potvrzena jejich přítomnost v aerosolových částicích. Koncentrační profily identifikovaných látek posloužily jako podklady pro pokročilou statistickou analýzu. Letní a zimní vzorky vykázaly velkou míru separace ve vícerozměrné statistické analýze a dále jsme pozorovali zajímavé trendy ve složení jednotlivých velikostních frakcí při pokusu o separaci na základě velikosti aerosolových částic. Pomocí jednorozměrné statistické analýzy byly určeny látky odpovědné za separaci skupin a u těchto látek byly identifikovány jejich potenciální zdroje. Látky se zvýšenými hladinami v zimě pochází hlavně z antropogenních zdrojů, zatímco látky zvýšené v létě jsou produktem biogenních i antropogenních zdrojů. Právě na určování zdrojů se zaměříme v našem dalším výzkumu.
ACS Omega 2020, 5, 36, 22750-22758. DOI: 10.1021/acsomega.0c01634
Diagnóza rakoviny slinivky pomocí 1H NMR metabolomické analýzy krevní plazmy
Analyst, 2018, 143, 5974. DOI: 10.1039/c8an01310a
Receptory pro komplexaci aniontů a chirální rozpoznání
Pro interakci s kyslíkatými sloučeninami, jako jsou alkoholy, aldehydy, ketony či karboxylové kyseliny, byly navrženy a syntetizovány receptory využívající axiálně chirální strukturu binaftyldiaminu. V rámci pilotní studie byl potom určen způsob interakce připravených receptorů a chirálních alkoholů. Struktura vznikajícího komplexu byla navržena na základě experimentálních NMR dat a potvrzena DFT výpočty. Následovala studie vlivu jednotlivých substituentů na komplexační vlastnosti připravovaných receptorů. Jako substráty byly použity různé arylpropanové kyseliny známé z medicinální chemie jako profeny. V rámci této studie se mimo jiné stanovovaly detekční limity obou enantiomerů daného substrátu. Připravené močovinové receptory založené na struktuře binafityldiaminu byly úspěšně využity pro určení enantiomeru ethyl 4-chloro-3-hydroxybutyrátu vznikajícího při reakci v mikrofluidním reaktoru. V tuto chvíli se pracuje na kotvení funkčních receptorů na různé struktury nosičů.
Interakce receptorů s alkoholy, Chirality 2018, 30, 798–806. DOI:10.1002/chir.22855
Komplexace profenů, Chirality 2019, 31, 410– 417. DOI:10.1002/chir.23067
4-chloro-3-hydroxybutyrát, J Flow Chem 2019. DOI:10.1007/s41981-019-00043-y
V rámci řešení projektu Nové nanomateriály pro separaci aniontů, podpořeného GAČR, se prováděla studie popisující vlastnosti námi připravených receptorových skupin vhodných pro komplexaci fosfátu. Detailním zkoumáním vlivů substituentů nesených základním skeletem receptoru na kyselost protonů v jednotlivých částech molekuly se podařilo porozumět principům chování těchto látek v přítomnosti fosfátového aniontu. Pro zvýšení efektivity receptoru se jako akceptor elektronů ze systému konjugovaného s močovinovým komplexačním místem používala sulfonamidová skupina. Ukázalo se, že vhodnou chemickou modifikací elektronového okolí této skupiny lze odstranit náchylnost receptoru k nechtěné deprotonaci. Kyselost vodíku sulfonamidové skupiny lze naopak využít k zavěšení celé receptorové skupiny na vhodný nosič.
ChemPlusChem 2020. DOI:10.1002/cplu.202000326
NMR experimenty pro měření interakčních konstant mezi ekvivalentními atomy
SYMONA, Journal of Magnetic Resonance 2019, 298, 107. DOI:10.1016/j.jmr.2018.12.002
STRONG INADEQUATE, Magn Reson Chem. 2019, 57(12), 1107.DOI:10.1002/mrc.4897