Aktuality

Práce je zaměřená na přípravu, strukturní a magnetické studie čtyř pentakoordinovaných kobaltnatých jednomolekulových magnetů. Popisované koordinační sloučeniny obsahují terminální chlorido nebo bromido ligandy a také tridentátní bis(benzimidazol)pyridinové ligandy dekorované n-alkylovými substituenty. Komplexní analýza magnetických vlastností se zaměřila na rozdíly v pomalé relaxaci magnetizace studovaných jednomolekulových magnetů, pričemž se zjistilo, že záměna chlorido za bromido terminální ligandy zrychluje pomalou relaxaci magnetizace a ovlivňuje její relaxační mechanismy. Daná zjištění pomohou při dalším návrhu molekulového dizajnu nových jednomolekulových magnetů.

Protinádorově aktivní polosendvičový komplex [Ir(η⁵-Cp*)Cl(L²)]PF₆ (3), obsahující azo ligand na bázi 2‑pyridin-benzimidazolu, byl studován v přítomnosti různých extra- a intracelulárních biologicky relevantních molekul. Vůbec poprvé byl komplex 3 studován v přítomnosti kyseliny askorbové (ASA) a jejími směsmi s redukovaným glutathionem (GSH) a/nebo redukovaným nikotinamidadenindinukleotidem (NADH). Jak NADH tak také ASA redukovaly azo vazbu komplexu 3, avšak pouze ASA vznikla zpět ze své oxidované formy v přítomnosti GSH.

Hydrolyticky stabilní komplex [Os(η⁶-pcym)(L2)Cl]PF₆ (2) částečně uvolňuje v přítomnosti karboxypeptidasy svůj bioaktivní substituent indometacin, který je v komplexní částici vázaný enzymaticky štěpitelnou peptidickou vazbou na chelatující ligand L2 na bázi 2-(1,3,4-thiadiazol-2-yl)pyridinu. Byla studována také stabilita v přítomnosti relevantních biomolekul (GSH, NADH, GMP) a in vitro cytotoxicita vůči vybraným nádorovým liniím.

Byla připravena série čtyř jednojaderných komplexů manganu(III) s koordinovaným fotoaktivním hexadentátním azobenzenovým ligandem, [Mn(5azo-sal2-323)](X) (X^– = Cl, BF₄, ClO₄, PF₆). Vliv různých aniontů na stabilizaci a přepínání spinového stavu manganitého(III) iontu, tedy na jejich magnetické vlastnosti, byl podrobně zkoumán s využitím teplotně závislé monokrystalové rentgenové difrakce, magnetických, spektroskopických a spektroelektrochemických studií spolu s teoretickými výpočty.

Dva nové cis-dijodoplatnaté komplexy s bidentátními ligandy na bázi 1,3,4-thiadiazolu účinně interagovaly s CT-DNA. Z panelu pěti lidských nádorových buněčných linií byly pouze buňky HepG2 a A549 citlivé vůči studovaným komplexům, ale jejich in vitro cytotoxicita byla nižší, než bylo stanoveno pro referenční léčivo cisplatinu. 

V této práci byly zkoumány možnosti využití hydrazonových přepínačů jako MRI kontrastních látek. Byly připraveny tři nové hydrazonové přepínače, u kterých strukturní změny indukované změnou pH výrazně ovlivnily jejich ¹⁹F NMR spektra. Takovéto látky tak představují nové kandidáty pro chytré MRI kontrastní látky.

V této práci byla zkoumána krystalová struktura a magnetické vlastnosti tří kobaltnatých komplexů odvozených od neokuproinového a dvou karboxylátových ligandů. Bylo zjištěno, že použitím těchto jednoduchých ligandů lze dosáhnout vysoké trigonality koordinačního polyedru vedoucí ke stabilizaci dvojnásobně degenerovaného základního stavu, kvůli kterému je dosaženo vysoké axiální (osové) magnetické anizotropie.  

Práce je zaměřena na syntézu, charakterizaci a radikál zhášející aktivitu dvou měďnatých komplexů obsahujících 2-(1H-tetrazol-5-yl)-1H-indol a 1,10-fenanthrolin jako ligandy. Zvláštní pozornost je věnována popisu krystalových struktur jak tetrazolového ligandu, tak příslušných mědnatých komplexů. Schopnost komplexů zhášet volné radikály byla potvrzena a kvantifikována spektrofotometricky zhášením modelového radikálu DPPH. Za účelem zjištění možného mechanismu zhášení byly provedeny DFT výpočty, z nichž vyplývá, že hlavní mechanismus je jednoelektronový transfer (SET), při němž dochází k redukci Cu(II) na Cu(I).

Byl připraven inovativní tří-komponentní biopolymerní film složený z chitosanu (CHIT), furcellaranu (FUR) a hydrolyzátu želatiny z kapří kůže (Cyprinus carpio) (HGEL). Struktura a morfologie byly stanoveny pomocí infračervené spektroskopie (FT-IR) a mikroskopie atomárních sil (AFM). Přídavek  HGEL způsobil zlepšení antioxidační aktivity. Tyto filmy byly použity jako aktivní materiál pro protekci amerických borůvek. Z výsledků studia vyplývá, že tyto filmy lze použít pro přípravu biodegradabilních obalů potravin.

V rámci této práce byly připraveny a charakterizovány 3 strukturně nové ligandy L1-L3, dva obsahující pyridinové pendantní rameno (L1, L2) a jeden obsahující piperazinovou skupinou ve svém makrocyklu (L3) se zvětšující se velikostí makrocyklického kruhu od 12-, 14- po 30členný. Dále byla s těmito ligandy připravena série tří nikelnatých komplexů, u kterých byl pomocí retgenostrukturní analýzy prokázán oktaedrický tvar koordinační sféry s koordinačním číslem šest (koordinační sféry jsou doplněny molekulami rozpouštědla). Hodnoty efektivních magnetických momentů komplexů, zjištěných v roztoku pomocí Evansovy metody, dobře korespondovaly s teoretickými čistě spinovými hodnotami.

Nová ekologická a biokompatibilní metoda byla použita pro přípravu stříbrných nanočástic (AgNPs) za pomocí extraktů ze šťovíku koňského (Lapathi radix) (KB) a pu-erh (Camellia sinensis) (PE). Rezonanční pík připravených AgNPs byl pozorován při 451.8 nm pro AgNPs+KB a 440.8 nm pro AgNPs+PE. Byly připraveny dvouvrstvé biopolymerní filmy (furcellaran/chitosan+hydrolyzovaná želatina) s těmito nanočásticemi. SEM, XRD, zeta potenciál a studium velikosti částic potvrdily přítomnost AgNP ve filmech. Přídavek AgNPs z rostlinných extraktů zlepšil antimikrobiální a antioxidační aktivitu a termální stabilitu. Oranžově-hnědé zbarvení nanokompozitních filmů může zlepšit ochranu potravin vůči UV záření. Kompozitní filmy vykazovaly antibakteriální aktivitu vůči patogenům a mohou být použity pro balení potravin.

V rámci práce byla připravena série nových komplexů obsahujících vanad a lanthanoidy. Bylo zjištěno, že dva z těchto komplexů jsou první doposud připravené systémy tohoto typu, které vykazují vlastnosti jedno-molekulových magnetů. Dále byly v rámci práce otestovány a porovnány různé metody, jak lze vypočítat velikost magnetické výměnné interakce pro lanthanoidy s využitím kvantově chemických metod.

Cílem práce bylo zkoumat vliv biokompatibilního a biodegradabilního filmu se stříbrnými nanočásticemi na kvalitu dvou druhů sýrů (gouda a nízkotučný měkký sýr). Ve vzorcích byly stanoveny obsah vody, fyzikální a chemické vlastnosti, mikrobiologická a organoleptická kvalita sýrů a případná migrace stříbra. Bylo zjištěno, že obalová folie zlepšila mikrobiologickou kvalitu sýrů v průběhu skladování. Furcellaranová obalová folie s nanočásticemi stříbra se jeví jako vhodná náhrada potravinářských folií založených na ropných produktech.

V práci byly zkoumány nanočástice oxidu zinečnatého, které byly připraveny z koordinačních sloučenin, v in vitro testech na buňkách rakoviny prsu (triple negative breast cancer cells (TNBrCa)). Nanočástice ZnO byly připraveny konverzí komplexů karboxylátů zinečnatých s hexamethylentetraminem pomocí ultrazvuku v olejové kyselině nebo ohřevem prekurzorů. Připravené nanočástice ZnO NPs vykazovaly různou morfologii, velikost, biokompatibilitu a selektivní cytotoxicitu na buňkách TNBrCa. Morfologie a velikost částic ZnO NPs jsou stěžejní a slibné z hlediska potenciálu použití v terapii rakoviny prsu TNBrCa.

In vitro a ex ovo biokompatibilita byla zkoumána u 3D porézního materiálu na bázi kolagen-chitosan, který byl modifikován termostabilním fibroblastovým růstovým faktorem 2 (FGF2-STAB(R)), pro zlepšení hojení a selenovými nanočásticemi (SeNPs) pro antibakteriální aktivitu. Tento nově připravený porézní konstrukt je antimikrobiální a biokompatibilní. Může být použit jako podkladový materiál pro růst buněk ve tkáňovém inženýrství, obzvláště pak v náhradách kůže a její regeneraci. Vzhledem k antibakteriálním vlastnostem by konstrukt mohl být požit pro náhradu tkání, kde je nezbytné zabránit případným infekcím.

Článek popisuje přípravu, strukturní a magnetické vlastnosti dvou čtyřjaderných železnatých komplexů – optických izomerů, které vykazují magnetickou bistabilitu založenou na spinovém krížení. Výjimečnost práce spočívá ve sledovaní vlivu optické izomerie na teplotním a fotoindukovaném spin crossover efektu. Na přípravu obou čtyřjaderných komplexů byl použit bis-tridentátní N-donorový ligand, schopný vytvářet čtyřjaderné železnaté komplexy se strukturou [2+2] mřížky v Lambda nebo Delta konfiguraci. Z analýzy magnetických vlastností vyplýva, že oba optické izomery vykazují téměř identický teplotně indukovaný spin crossover přechod, ale líší se navzájem ve fotomagnetické excitaci vysokospinových stavů.

V této práci byl zkoumán a připraven multifunkční magnetický materiál kombinující spin crossover (SCO) s jednomolekulovým magnetismem (SMM), a to pomocí kokrystalizace Fe(II) a Co(II) komplexů s pyridinovým derivátem cyklamu (Py₂-C = 1,8-bis(pyridin-2-ylmethyl)-1,4,8,11-tetraazacyklotetradekan). Konkrétně byly připraveny a podrobně zkoumány komplexní sloučeniny následujícího složeni [M^II(Py₂-C)](ClO₄)₂·H₂O (M^II = Fe (1), Co (2) or Fe_0.4Co_0.6 (3)). Na základě rengenostruktní analýzy byla pro všechny komplexy zjištěna oktaedrická koordinační sféra s cis- uspořádáním koordinovaných pyridinových skupin. Magnetická data prokázala, že železnatý komplex 1 vykazuje úplný SCO s přechodovou teplotou T_1/2 = 141 K, který je zachován i ve směsném Fe/Co systému 3 (T_1/2 = 128 K). Kobaltnatý komplex 2 se chová jako polem indukovaný jednomolekulový magnet stejně jako směsný systém 3 s relaxačním procesem přímým nebo typu "phonon bottleneck".

V této práci byla podrobně zkoumána příprava a krystalová struktura tří desetijaderních heterobimetalických Co^II/III-Ln^III komplexů připravených rozpouštědlem indukovanou agregací sedmijaderních prekurzorů. Bylo zjištěno, že tato agregace je indukována vytlačením methoxidových můstkových ligandů a jejich následným nahrazením hydroxido ligandy.

V této práci bylo studováno chování v roztoku u dvou polosendvičových Ru(II) a Ir(III) komplexů, které obsahují 2,2′-bipyridin se dvěma terminálními bioaktivními substituenty vázanými přes esterovou vazbu. Bylo prokázáno, že typ substituentu (acetát vs. dichloracetát) má vliv na stability esterové vazby. Experimenty provedené s PLE esterasou poukazují na zajímavý fakt, že ačkoli volný ligand s terminálními esterovými substituenty byl metabolizován použitou esterasou (bylo pozorováno uvolnění acetátu), oba komplexy obsahující tento ligand nebyly touto esterasou štěpeny.

V této práci byly připraveny a zkoumány tři koordinační sloučeniny Fe(II), přičemž zkoumáním magnetických vlastností se v případě látky [Fe(L2)₂(NCS)₂]n (3) (L2 = 2,5-diethynylpyridinyl-3,4-ethylenedioxythiofen) potvrdila změna spinového stavu vyvolána změnou teploty, tedy jde o „spin crossover“ sloučeninu. Fotomagnetické experimenty potvrdily možnost přepínat spinový stav i působením světla. Studie byla také podpořena teoretickými výpočty typu DFT, TD-DFT a CASSCF objasňující magnetické a spektroskopické vlastnosti těchto látek.

V rámci této práce byly připraveny 3 strukturně nové ligandy L1-L3 odvozené od 17členného makrocyklického ligandu s pyridinovou a piperazinovou skupinou a jejich manganaté komplexy. Z výsledků rentgenostrukturní analýzy připravených komplexů bylo zjištěno, že koordinační číslo centrálního atomu manganu je 7 s tvarem koordinační geometrie nejvíce odpovídající pentagonální bipyramidě. Vazebné vzdálenosti Mn-N_alifatický v ekvatoriální rovině byly znatelně prodlouženy až na 2.61Å.

V této práci bylo zkoumáno chování biologicky perspektivního komplexu cis‑[PtI₂(NH₃)(pic)] (pic = 2-methylpyridin) v roztoku. Komplex cis‑[PtI₂(NH₃)(pic)] je dijodo analog klinicky studovaného léčiva na bázi platiny o složení cis-[PtCl₂(NH₃)(pic)] (pikoplatina). Experimentálně a teoreticky bylo prokázáno, že komplex cis‑[PtI₂(NH₃)(pic)] je, na rozdíl od pikoplatiny, v roztoku nestabilní a podléhá několika změnám, včetně uvolnění jeho N-donorového pic ligandu. Publikovaná zjištění komplikují plánované testování cytotoxicity studovaného Pt(II) dijodo komplexu.

V této práci byly zkoumány magnetické vlastnosti dvou šestijaderných koordinačních sloučenin [Gd₂Ni₆L4(μ₃-OH)₆(μ-OH)₂(CH₃CO₂)₂(μ-H₂O)₂(H₂O)₃(MeOH)]·8H₂O (1) a [Dy₂Ni₆L4(μ₃-OH)₄(μ-Cl)₂Cl₄(H₂O)₂(MeOH)₂]·2MeOH·4H₂O (2) se stejným ligandem – Schiffovou bází H₂L = 2-{[(2-hydroxy-3-methoxybenzyl)imino]methyl}fenol. Zkoumaní magnetických vlastností odhalilo dominantní feromagnetickou výměnnou interakci ve sloučenině 1 a sloučenina 2 byla identifikována jako jednomolekulový magnet. Studie byla podpořena teoretickými výpočty typu DFT a CASSCF vedoucími k objasnění výměnných interakcí a magnetické anisotropie v těchto komplexech.

V této přehledové práci jsou popsány vícejaderné biologicky aktivní komplexy platinových kovů ruthenia, rhodia, osmia a iridia, a to především látky obsahující zmíněné kovy v polosendvičovém strukturním typu komplexní částice. Vedle homometalických koordinačních sloučenin je v práci věnována odpovídající pozornost také sloučeninám heterometalickým, kombinujícím v komplexní částici Ru, Rh, Os a Ir s jinými kovy. Diskutován je vliv kovu na výslednou biologickou aktivitu analogických komplexů lišících se právě použitým centrálním atomem, nebo vliv počtu kovových center.

V této práci byly zkoumány magnetické vlastnosti dvou kobaltnatých komplexů s makrocyklickým ligandem N,N′-di-tert-butyl-2,11-diaza[3,3](2,6)pyridinophanem. Bylo zjištěno, že připravený 1D polymerní komplex je ve vysokospinovém stavu a má významnou magnetickou anizotropii. Avšak v případě dvoujaderného komplexu dochází ke změně spinového stavu působením teploty (T_1/2 = 321 K).

Letošní ročník Noci vědců se uskutečnil pouze distanční formou. Video, které popisuje jeden z výzkumných směrů katedry zabývající se jednomolekulovými magnety, lze do konce roku 2020 shlédnout na následující webové stránce.

Vysoce porézní nosiče jsou požadovaným výstupem tkáňového inženýrství. Porézní struktura zprostředkovává přenos vody a živin a vytváří vhodné prostředí pro buňky. V této práci byl studován porézní antibakteriální kolagenový nosič obsahující chitosan a selenové nanočástice jako antibakteriální činidlo. Přídavek antibakteriálních látek zvyšuje aplikační potenciál těchto materiálů pro použití na léčbu infekčních a těžce se hojících ran. Morfologie, vliv na otoky, biodegradace a antibakteriální aktivita těchto na kolagenu založeném materiálu byla systematicky studována s cílem sledovat vliv antibakteriálních aditiv. Aditiva měla viditelný vliv na morfologii, zadržování vody a stabilitu materiálu v přítomnosti kolagenázy. Dokonce i při koncentraci 5 ppm selenových nanočástic vykazují modifikované polymerní materiály inhibiční aktivitu vůči gram pozitivním bakteriím jako jsou Staphylococcus aureus, methicilin rezistentní S. aureus a S. epidermidis.

V této práci byly studovány měďnaté komplexy o složení [Cu(GL)(Cl)] (1–3, G = OMe, H a NO₂), s tridentátními Schiffovými bázemi (GL⁻) a koordinovaným chloridovým ligandem. Schiffovy báze byly připraveny monokondenzací ethylenediaminu a substituovaného salicylaldehydu, jejichž elektronové vlastnosti byly ovlivněny přítomností funkčních skupin (G). Sloučeniny byly charakterizovány v pevném stavu pomocí synchrotronové rentgenové difrakce. In vitro testy byly provedeny na maligních buněčných liniích. Všechny látky vykázaly tvorbu intracelulárních reaktivních forem kyslíku a interkalaci do DNA. Nejefektivnější byl komplex 3 (NO₂), který má nejvyšší protinádorovou aktivitu vůči buňkám rakoviny prsu  MDA-MB-231

V této práci byli zkoumány magnetické vlastnosti dvou kobaltnatých komplexů s 1,1′-ferrocenediyl-bis(difenylfosfínovými) metalo-ligandy. Bylo zjištěno, že připravené sloučeniny vykazovaly chování polem indukovaných jedno-iontových magnetů s dominantní Orbachovou relaxací magnetizace. U jedné sloučeniny byly prozkoumány možnosti její depozice ve formě tenkých vrstev na různé povrchy.

V rámci práce byl za pomoci lineární pumpy připraven 17členný piperazinový makrocyklický ligand L_diProp (1,5,13,17,22-pentaazatricyklo[15.2.2.17,11]dokosa-7,9,11(22)-trien) s velkým výtěžkem. Dále byl připraven a detailně charakterizován manganatý, železnatý, kobaltnatý a nikelnatý komplex obecného složení [MnL_diProp(ClO₄)₂] (1), [FeL_diProp(CH₃CN)](ClO₄)₂ (2), [CoL_diProp(CH₃CN)](ClO₄)₂ (3) a [NiL_diProp](ClO₄)₂ (4). Rentgenová strukturní analýza potvrdila, že manganatý komplex 1 má koordinační číslo 7 a geometrii trigonálního prismatu s přidaným vrcholem, železnatý a kobaltnatý komplex 2 a 3 mají koordinační číslo 6 s geometrií trigonálního prismatu a nikelnatý komplex 4 má koordinační číslo 5 tvarem odpovídající čtvercové pyramidě. Snižování koordinačního čísla je doprovázeno zkrácením vzdálenosti M–N a větším otočením piperazinového kruhu vůči ekvatoriální rovině. Magnetická měření prokázala středně velkou (4) a velkou (2 a 3) magnetickou anizotropii (vyjádřeno parametrem axiálního štěpení v nulovém magnetickém poli D(Ni) = 9.0 cm^–1, D(Fe) = –14.4 cm^–1, D(Co) = –25.8 cm^–1, společně s poměrně velkou rombicitou). Kobaltnatý komplex 3 vykazoval chování polem indukovaného magnetu, které bylo popsáno kombinací dvou relaxačních procesů (Ramanů a přímý nebo Orbachův a přímý). Získaná data byla výrazně podpořena teoretickými CASSCF výpočty. Změna koordinačních čísel a geometrií studovaných komplexů první přechodné řady může být způsobena flexibilitou a spíše větší 17člennou makrocyklickou kavitou ligandu L_diProp.