Główne kierunki badań
Obszar badawczy zespołu dotyczy poszukiwania nowych materiałów magnetycznych, które znajdą zastosowanie w nowoczesnych technologiach, jako:
- zaawansowane pamięci magnetyczne o coraz większej gęstości zapisu informacji
- w medycynie jako potencjalna platforma transportu leków kierowanych polem magnetycznym
Zadania badawcze:
- Projektowanie, synteza i charakterystyka nowych materiałów magnetycznych opartych na:
- architekturach uzyskiwanych w wyniku oryginalnych procesów samoskładania wybranych cząsteczek lub ich agregatów;
- wielordzeniowych klastrach koordynacyjnych z odpowiednim doborem miejsc koordynacyjnych i indywidualnego zachowania jednostek kompleksowych
- jednordzeniowych związkach koordynacyjnych jonów metali pierwiastków d- i f- elektronowych w otoczeniu ligandów N-, P-, O, S- donorowych;
- układach koordynacyjnych z rodnikowymi nośnikami spinów otwierającymi możliwe zastosowania w elektronice spinowej;
- organiczo-nieorganicznych hybrydowych związkach polioksometalanów (POM) (samoorganizacja POM lub klasyczne POM).
- Znalezienie ścieżek optymalizacji parametrów magnetycznych przez modulowanie wielkości anizotropii magnetycznej zmianami czynników strukturalnych, m.in. a) zaburzenie siły pola ligandów lub symetrii centrum spinowego, b) wymianę podstawnika w ligandzie, c) wprowadzenie ligandów fosfinowych, anionowych lub rodnikowych. Wyznaczenie znaku i wielkości parametru anizotropii magnetycznej (EPR, HF EPR, FIRMS).
- Teoretyczna interpretacja właściwości magnetycznych z wykorzystaniem metod DFT i ab initio [CASSCF, CASSCF/NEVPT2, DLPNO-CCSD, DLPNO-CCSD(T)].
- Projektowanie ścieżek selektywnego dostarczania terapeutyków w oparciu o nanomateriały magnetyczne – magneto-nanoformulacja, jako potencjalna platforma transportu leków.
- Zastosowanie ligandów N- i P- donorowych w konstrukcji materiałów funkcjonalnych wykazujących aktywność biologiczną i/lub magnetyczna i/lub luminescencyjną.
Pracownicy
Osiągnięcia badawcze
Wykrycie i charakterystyka teoretyczna dynamiki procesów powolnej relaksacji w serii pięcio-i sześciokoordynacyjnych kompleksów Co(II) wykazujących wysokie wartości bariery odwracalności spinu w połączeniu z długimi czasami relaksacji. Potwierdzenie dużej, dodatniej anizotropii w otrzymanych materiałach Co(II) (parametr D) spektroskopią HF EPR wysokich pól i wysokich częstości w połączeniu z metodą FIRMS. Określenie wpływu ligandów N-donorowych, halogenowych oraz pseudhalogenowych na wielkość anizotropii magnetycznej oraz ich roli w konstrukcji SMM lub SIM. Problematyka dostrajania właściwości magnetycznych związków poprzez modyfikacje ich struktury molekularnej i elektronowej została szczegółowo opisana w publikacjach: Inorganic Chemistry Frontiers, 2021, 8, 4356-4366; doi: 10.1039/d1qi00667c, Inorganic Chemistry Frontiers, 2020, 7, 2637-2650; doi: 10.1039/d0qi00257g; Inorganic Chemistry, 2018, 57, 12740-12755, doi: 10.1021/acs.inorgchem.8b01906.
Linki do publikacji:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/QI/D1QI00667C
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/QI/D0QI00257G
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.8b01906
Widma EPR wysokich częstości oraz struktury obliczone w oparciu o metody DFT: kompleksu ołowiu(II) z rodnikiem o-semichinonowym otrzymanym z kwasu 3,4-dihydroxybenzoesowego (lewa strona) oraz wyjściowego rodnika w roztworze wodnym (prawa strona). Zarówno kompleks jak i wolny rodnik są modelami układów powstających w kwasach huminowych. Widma EPR wysokich częstości (416.00 GHz) zostały zarejestrowane na spektrometrze udostępnionym w NHMFL (http://www.magnet.fsu.edu/).
Szczegółowy opis badań został zawarty w publikacji: Physical Chemistry Chemical Physics, 2021, 23, 17408-17419; doi: 10.1039/d1cp01596f
Link do publikacji: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cp/d1cp01596f
Otrzymanie serii homo- i heterometalicznych kompleksów jonów metali z ligandami fosfinowymi będącymi pochodnymi antybiotyków fluorochinolonowych, peptydów oraz drugorzędowych amin o potencjalnych właściwościach przeciwnowotworowych (związki charakteryzowały się wyższymi wartościami indeksu terapeutycznego niż obecnie stosowane leki w chemioterapii). W znacznej większości udało ustalić się cytotoksyczny mechanizm działania otrzymanych związków, który znacznie różni się od mechanizmów obecnie stosowanych cytostatyków. Biodostępność i selektywność kompleksów o najlepszej aktywności została dodatkowo poprawiona poprzez zastosowanie różnego rodzaju nanoformulacji.
Więcej informacji w publikacjach:
Dalton Transactions, 2022, 51, 8605-8617; doi: (praca wyróżniona okładką)
Pharmaceuticals, 2022, 15, 169/1-169/22; doi: 10.3390/ph15020169
Scientific Reports, 2021, 11, 23943/1-23943/17; doi: 10.1038/s41598-021-03352-2
Inorganic Chemistry Frontiers, 2020, 7, 3386-3401; doi:10.1039/d0qi00538j
Linki do publikacji:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/dt/d2dt01055k
https://www.mdpi.com/1424-8247/15/2/169
https://www.nature.com/articles/s41598-021-03352-2
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/qi/d0qi00538j
Zaproponowanie nowego, rodnikowozależnego mechanizmu uszkodzenia płuc w chorobie COVID-19. Potwierdzono, że jony Cu(II) są zdolne do tworzenia kompleksów z fragmentami glikoproteiny S wirusa SARS-CoV-2. Udowodniono produkcję różnego typu reaktywnych form tlenu (RFT) przez układy jon Cu(II)-fragment glikoproteiny S w obecności czynników utleniających i redukujących. Ustalono, że wytworzone RFT przyczyniają się do uszkodzenia DNA poprzez cięcie zarówno pojedynczej jak podwójnej nici DNA.
Projekty badawcze
Aktualnie realizowane projekty badawcze
- „Homo- i heterometaliczne fosfinowe kompleksy rutenu i irydu – projektowanie, synteza, bioaktywność i magneto-nanoformulacja jako potencjalna platforma dwukierunkowego transportu leków” (NCN Preludium, 2021-2024)
- „Rodnikowo-zależne uszkodzenia płuc w COVID-19: czyli jak jony Cu(II) stymulują aktywność glikoproteiny S wirusa SARS-CoV-2” (NCN Miniatura, 2021 – 2022)
- „W kierunku „lepszych” magnesów molekularnych. Korelacja struktury i anizotropii magnetycznej” (IDUB; 2020 – 2022)
- „Rodniki jako funkcyjne materiały molekularne. Badania wstępne nad stabilizacją rodników semichinonowych”; (IDUB; 2021- 2023)
Granty pomiarowe
- “Search for New Single Molecule Magnets: High-Field EPR Studies on High-Spin Complexes of d-Electron Metals – Co(II), Ni(II), Re(IV)” (National High Magnetic Field Laboratory,Tallahassee, 2018 – 2024)
- “Far Infrared Magnetic Spectroscopy studies on New Single-Molecule Magnets Based on High-Spin Co(II) Complexes” (National High Magnetic Field Laboratory,Tallahassee, 2018 – 2024)
- “High-Field EPR of Unusual Complexes of Semiquinone Radicals” (National High Magnetic Field Laboratory,Tallahassee, 2018 – 2024)
Projekty zakończone
- ,,Czy kompleksy miedzi(I) z fosfinowymi koniugatami nośników peptydowych mogą powodować selektywną śmierć komórek nowotworowych? Synteza, badanie właściwości fizykochemicznych i biologicznych (NCN Sonata, 2017-2021)
- „Novel approach to stabilization of semiquinone radicals as a route towards functional materials. Preliminary Research” (NCN Miniatura, 2018 – 2019)
- “Multifunctional materials based on mixed-metal polyoxometaiates” (MNiSW, 2018 – 2019)
- „Wolne rodniki i ich oddziaływanie z jonami metali: układy biologiczne i potencjalne materiały magnetyczne” (NCN OPUS, 2012 – 2015)
- „Tensor g jako kryterium struktury elektronowej i molekularnej rodników o semichinonowych i ich kompleksów z metalami: badania EPR i DFT” (NCN 2009 – 2011)
- „New precursors in projections of molecular magnetic nano-objects” (NCN 2011 – 2014)
- „Molecular Magnets” (MAGMANet, 6-th Framework Program, 2005 – 2009)
- “Wielofunkcyjne materiały przyszłości – projektowanie, synteza, aktywność magnetyczna, optyczna i biologiczna” (KNOW; 2017 – 2019)
- „Liposomowe postacie fosfinowych pochodnych sprofloksacyny zamykane gradientem jonowym” (KNOW; 2017 – 2019)
- „Czy wiązanie jonów Cu(II) przez presenilinę 1 indukuje wolnorodnikowe mechanizmy prowadzące do choroby Alzheimera?” (MNiSW, 2018 – 2019)
- „Fosfinowe kompleksy rutenu(II) i irydu(III), jako potencjalne leki przeciwnowotworowe” (MNiSW, 2018 – 2019)
