Aktuality

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.