izvor podataka: poirot

Naziv

Dizajn i sinteza novih dušikovih heterocikličkih fluorofora i fluorescentnih nanomaterijala kao kemijskih senzora za pH i metalne ione

Design and Synthesis of Novel Nitrogen-Containing Heterocyclic Fluorophores and Fluorescent Nanomaterials for pH and Metal-Ion Sensing

Opis projekta

Ovaj projekt okuplja interdisciplinarni tim znanstvenika s ciljem priprave novih i učinkovitih funkcionalnih materijala za primjenu u području senzora za pH i metalne ione. Kroz sinergiju u sintetičkim, spektroskopskim i računalnim tehnikama, usmjerit ćemo naša istraživanja na dizajniranje i karakterizaciju čitavog kataloga spojeva sa željenim analitičkim i kemijskim karakteristikama. Eksperimentalni dio posla uključivat će tradicionalne i ''click''-kemijske strategije za sintezu niza različitih derivata benzimidazola, benzotiazola, 1,2,3-triazola i kumarina, koji će se ugraditi u brojne organske, anorganske i hibridne polimerne matrice u svrhu dobivanja osjetljivih tankih filmova ili polimernih nanočestica. Nakog toga, uz pomoć UV/Vis i fluorescentne spektroskopije, dobiveni materijali bit će ispitani na sposobnost stvaranja kompleksa s metalnim kationima u otopini i čvrstoj fazi te mogućnost formiranja kemijskih senzora. Izbor metalnih analita bit će potaknut njihovom biološkom važnošću ili prisutnošću u okolišu, a uključivat će katione poput Zn2+, Cu2+, Mn2+, Hg2+, Ag+, Cd2+, Fe2+/Fe3+ te Pb2+. Sve faze eksperimentalnog rada nadopunit će se računalnom podrškom za pomoć u tumačenju dobivenih rezultata. To će uključivati izračun konformacijskih, tautomernih i pKa svojstava proučavanih spojeva, predviđanje načina i slobodnih energija vezanja metala te modeliranje promjena u odgovarajućim UV/Vis apsorpcijskim i emisijskim spektrima potaknutim vezanjem metala ili promjenom pH uvjeta otopine. Osim toga, simulacije će biti proširene i razmatranjem različito supstituiranih derivata priređenih organskih molekula kako bi se fino podesila željena svojsta te tako pomoglo ciljanom odabiru budućih koraka u istraživanjima. Sveukupno gledano, predloženi projekt pozicionira ovaj tim za iskorak u području kemijskih senzora uz mogućnost širokog raspona industrijskih aplikacija – od biomedicine do znanosti o okolišu.

This project brings together an interdisciplinary team of researchers with the aim to prepare novel and efficient functional materials to be used for metal-ion and pH sensing applications. Through a synergy in the synthetic, spectroscopic and computational techniques, we plan to focus our investigations on designing and characterizing a whole catalogue of compounds with desirable analytical and chemical features. Experimental work will involve traditional and ''click-chemistry'' strategies for the synthesis of a number of diverse benzimidazole, benzothiazole, 1,2,3-triazole, and coumarin derivatives, which will be incorporated into a range of organic, inorganic and hybrid polymeric matrices to form sensitive thin films or polymeric nanoparticles. Subsequently, through the UV/Vis and fluorescent spectroscopies, these will be assessed for their abilities to form both solution- and solid-phase complexes with metal cations in order to produce usable chemosensors. The choice of the metal analytes will be prompted by their biological significance or their presence in the environment, comprising cations such as Zn2+, Cu2+, Mn2+, Hg2+, Ag+, Cd2+, Fe2+/Fe3+, and Pb2+. All phases of experimental work will be supplemented with the computational support to aid in the interpretation of results. This will include calculating the conformational, tautomeric and pKa features of investigated systems, predicting the modes and free-energies of metal binding, and modeling the changes in the matching UV-Vis absorption and emission spectra induced by the metal complexation and solution pH variations. In addition, computations will be advanced by considering substituted derivatives of the prepared organic frameworks in order to fine-tune the preferred properties, thus helping in the guided selection of future directions. Overall, the presented research is intended to pose this team for the advancements in the field of chemosensors with the promise of a wide range of industrial applications.

Ključne riječi

Znanstveno-istraživački projekti

iNFiNiTE–SENS

IP-2014-09-3386

01.06.2015

06.01.2019

nije evidentirano

HRK 968.000

Podaci o financiranjima

Podaci o institucijama

Podaci o osobama