Nikotynowy sukces polskich naukowców

Nikotynowy sukces polskich naukowców

Dodano:   /  Zmieniono: 
(fot. sxc.hu) / Źródło: FreeImages.com
Polimer z kleszczami wychwytującymi cząsteczki nikotyny opracowali polscy i amerykańscy naukowcy. Osiągnięcie posłuży do budowy wykrywających nikotynę detektorów czy plastrów nikotynowych uwalniających tę substancję dłużej i równomierniej.
Skonstruowanie polimerowej pułapki na nikotynę było możliwe dzięki współpracy naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) i  Wydziału Chemii Wichita State University. „Wyposażony w molekularne kleszcze polimer wydajnie wychwytuje cząsteczki nikotyny i jej pochodnych, może je także w kontrolowany sposób uwalniać" - czytamy w  komunikacie IChF PAN.

Polimer z kleszczami na nikotynę można wykorzystać m.in. w czujnikach przeznaczonych do analizy stężenia nikotyny w liściach tytoniowych oraz  w badaniach biomedycznych na zawartość metabolitów nikotyny w płynach ustrojowych pacjentów. Innym potencjalnym zastosowaniem są plastry nikotynowe wspomagające zwalczanie nałogu palenia tytoniu. Dzięki nowemu polimerowi mogłyby one uwalniać nikotynę dłużej i równomierniej.

Molekularne kleszcze w polimerze

- Pierwszą pułapkę na nikotynę zsyntetyzował kilka lat temu nasz amerykański partner. Były nią molekularne kleszcze, cząsteczki swobodnie pływające w roztworze i w nim tworzące kompleksy z nikotyną. Obecnie udało się nam zamocować kleszcze we wnętrzu jednego z polimerów. Substancja ma formę stałą, dzięki czemu mogliśmy ją wykorzystać do  budowy detektorów - mówi prof. Włodzimierz Kutner z IChF PAN.

Jak wyjaśniają uczeni z IChF PAN, zgłoszoną do opatentowania polimerową pułapkę na nikotynę zbudowano z pochodnej metaloporfiryny, substancji występującej m.in. w ludzkiej krwi. Jej cząsteczka zawiera pierścień z umieszczonym centralnie atomem cynku. Do tego pierścienia dołączono amidowe kleszcze (amidy to organiczne związki chemiczne). Nikotyna wiąże się z tak skonstruowanym polimerem za pomocą swoich dwóch atomów azotu: jeden tworzy wiązanie z atomem cynku, drugi z kleszczami.

Inna częstotliwość drgań, więc masa inna

- Dzięki specyficznemu, dwupunktowemu wiązaniu mamy większą pewność, że złapana cząsteczka to właśnie nikotyna - podkreśla dr inż. Krzysztof Noworyta z IChF PAN i dodaje, że w jednym z opracowanych polimerów kleszcze znajdują się po obu stronach płaszczyzny pierścienia z cynkiem. - Taka konstrukcja wyraźnie zwiększa efektywność pułapkowania nikotyny -  mówi Noworyta.

W jaki sposób uczeni będą wyłapywali nikotynę? Zrobią to za pomocą urządzenia zwanego: rezonatorem piezoelektrycznym, który pokryty jest warstwą polimeru. Wychwycone cząsteczki nikotyny zwiększają masę warstwy, co zmienia częstotliwość drgań rezonatora. - Można powiedzieć, że po prostu ciągle ważymy warstewkę naszego polimeru. Ponieważ wiemy, ile ważyła na początku i wiemy, że wyłapuje ona tylko nikotynę i jej związki, wzrost wagi oznacza obecność tych substancji w roztworze – wyjaśnia dr Noworyta.

Specjaliści z IChF PAN wyjaśniają, że kwarcowe rezonatory objętościowej fali akustycznej - stosowane w doświadczeniach z nowym polimerem - umożliwiają detekcję nikotyny w roztworach. W najbliższym czasie naukowcy planują nawiązać współpracę z producentami rezonatorów fali powierzchniowej. - Rezonatory tego typu drgają ze znacznie większymi częstotliwościami, są więc czulsze i po pokryciu polimerem wychwytującym nikotynę mogłyby wykrywać ją także w gazach - informuje IChF PAN.

Dopłacili podatnicy

Nowy polimer opracowano w ramach grantu „Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie", w 85 proc. finansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Przyznano go siedmiu polskim instytucjom naukowym m.in. w celu skonstruowania prototypowych urządzeń diagnostycznych, przeznaczonych do zastosowań w  medycynie, biologii i ochronie środowiska. W realizacji grantu bierze udział prawie 50 pracowników Instytutu Chemii Fizycznej PAN.

zew, PAP

 0

Czytaj także