1. MAKROCIKLUSOS ÉS ANALÓG RECEPTOROK SZINTÉZISE ÉS FELHASZNÁLÁSA BIOMOLEKULÁK/IONOK SZELEKTÍV FELISMERÉSÉRE, DETEKTÁLÁSÁRA
Kutatócsoportunk fő témája olyan vegyületek szintézise, melyek képesek bizonyos kölcsönhatások révén más, akár biológiai fontossággal bíró molekulák szelektív felismerésére. Ahhoz, hogy a molekuláris felismerés számunkra is láthatóvá váljon, szükség van valamilyen jelre, ami megváltozik a komplexképzés hatására. A csoportunkban főleg optikai (fluoreszcenciás vagy kolorimetriás) jeltovábbítással működő kemoszenzorokkal foglalkozunk, melyek működési elvét az alábbi ábra mutatja be:
indikátor kiszorítás elve
egymolekulás kemoszenzor elve
A molekuláris felismerésért az úgynevezett gazdamolekula (host vagy receptor) felel, melyek nagyon gyakran makrociklusos vegyületek. Itt látható a csoportunkban szintetizált makrociklusok közül néhány alapváza:
18-korona-6-éter, kalix[4]arén, pillér[5]arén
Az ezekből levezethető makrociklusos vagy azzal analóg receptormolekulák általában szelektíven képesek bizonyos ionok vagy molekulák felismerésére. Néhány példa a vizsgált biomolekulákra:
aminosavak (arginin), bioaminok, nukleotidok (ATP)
Az optikai jelváltozáshoz szükséges valamilyen fluorofor/kromofor csoport vagy indikátor, ezek közül néhány példa melyeket sikeresen használtunk fel egymolekulás kemoszenzorokban, fluoreszcens indikátor kiszorításon alapuló szenzorokban vagy éppen fehérje-fehérje kölcsönhatást detektáló peptidekben:
1,8-naftálimid, 3-hidroxiflavon, stilbazónium és spiropirán/merocianin szerkezetek
fluoreszcens adenozin-5’-trifoszfát (ATP) kemoszenzor, indikátorkiszorításon alapuló kolorimetriás paraquat-kimutatás (gyomírtó szer), spiropirán/merocianin átalakulás UV-fény hatására, színváltozás fémionok hatására
2. PVC ÉS ARANY MÁTRIXON IMMOBILIZÁLHATÓ MAKROCIKLUSOS ÉS ANALÓG IONOFOROK ELŐÁLLÍTÁSA ELEKTROANALITIKAI FÉMION-SZENZOROK KIFEJLESZTÉSÉRE
Kutatásunk másik fontos területe az elektroanalitikai szenzorok továbbfejlesztése az ionofor molekulák immobilizálása révén – az így kapott ionszelektív elektródok élettartama és használhatósága is jelentősen javítható. Ebben az esetben tehát a jelváltozás elektrokémiai, de a molekuláris felismerésért felelős egység gyakran szintén makrociklusos vegyület:
arany nanorészecskéhez és PVC membránhoz rögzített ionoforok
A korábbi eredményeket felhasználva dolgozunk akár a diagnosztikában felhasználható arany nanorészecskéhez, nanopórusos membránhoz, valamint módosított PVC-membránhoz rögzített ionofort tartalmazó ionszelektív elektródok szintézisén.
Együttműködő partnerek:
Kubinyi Miklós egy. tan. (MTA Természettudományi Kutató Központ, BME Fizikai-Kémia és Anyagtudományi Tanszék)
Gyurcsányi Róbert doc. (BME Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék)
Releváns publikációk:
1. Bojtar, M.; Szakacs, Z.; Hessz, D.; Kubinyi, M.; Bitter, I., RSC Advances 2015, 5 (34), 26504.
2. Czirok, J.; Jágerszki, G.; Tóth, K.; Révész, Á.; Drahos, L.; Bitter, I., Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry 2014, 78 (1-4), 207.
3. Czirok, J. B.; Bojtár, M.; Hessz, D.; Baranyai, P.; Drahos, L.; Kubinyi, M.; Bitter, I., Sensors and Actuators B: Chemical 2013, 182 (0), 280.
4. Jágerszki, G.; Takács, Á.; Bitter, I.; Gyurcsányi, R. E., Angewandte Chemie International Edition 2011, 50 (7), 1656.
5. Jagerszki, G.; Grun, A.; Bitter, I.; Toth, K.; Gyurcsanyi, R. E., Chemical Communications 2010, 46 (4), 607.
