|
|
Vnitřní fluorescence bakterií Cupriavidus necator
Marková, Kateřina ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá autofluorescencí flavinů v gram-negativní bakterii Cupriavidus necator H16 a jejím mutantním kmenu PHB-4. Experimenty byly prováděny pomocí fluorescenční mikroskopie a průtokové cytometrie. Pro potvrzení přítomnosti flavinů byla změřena excitační a emisní spektra bakteriální suspenze, která se porovnala s flavinovými standardy. V části věnované testování buněk bez stresové odpovědi se měřila autofluorescence bakterií v PBS pufru a buněčné suspenze obarvené fluorescenční sondou BODIPY 493/503. Byl porovnáván poměr krátké doby života ku dlouhé době života autofluorescence a jeho závislost na přítomnosti fluorescenční sondy. Dále byla měřena autofluorescence supernatantu, kdy bylo zjištěno, že relativní zastoupení dlouhé doby života v extracelulárním prostředí je mnohonásobně vyšší než v intracelulárním. V části věnované stresové odpovědi se práce zaměřila na množství rozpuštěného kyslíku v produkčním médiu. Dále byl použit různě koncentrovaný peroxid vodíku, kdy nejlepší výsledky vykazovala koncentrace 100 mM. Pro porovnání s předchozími podmínkami se využila kombinace se síranem železnato-amonným, kde ale nebyl pozorován žádný rozdíl. Z látek ovlivňujících přímo dýchací řetězec byl použit azid sodný a antimycin A. Obě tyto látky měly vliv na změnu poměru relativního zastoupení dob života autofluorescence, ovšem rozložení těchto dob života a změnu rozložení autofluorescence v průběhu času ovlivňoval pouze azid sodný.
|
|
|
Synthesis of soluble nature-inspired N, N-alkylated riboflavin derivatives, study of the effect of alkyl groups
Ivanová, Lucia ; Maier,, Lukáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
By flavin's unique structure, nature predestined riboflavin and its derivatives to the participation in redox processes within the bodies of all the living organisms. These biomolecules draw attention with intriguing optical properties and photosensitising abilities. Nature-inspired flavin derivatives share these qualities, and there is also a possibility of fine-tuning for the particular application from the chemical point of view. The thesis deals with two main aims. The first aim handles the synthesis of the trimer heteroaromatic precursor and 1,2-diketone. These key intermediates are essential for the future synthesis of the central aromatic core of the novel NH-free non-fused flavin derivative. The thesis introduces and verifies three approaches, including oxidation of diarylalkynes, nucleophilic addition of a corresponding organolithium compound to a Weinreb amide and benzoin condensation. The second aim covers the properties customization of NH-free fused systems by implementation of linear and bulky alkyl side-chains on the nitrogen atoms N1 and N3 of the alloxazine dilactam. N,N-alkylation introduced an increase in solubility in common organic solvents dichloromethane and chloroform. For the derivatives with 2-(adamantan-1-yl)ethyl substituents, high thermal stability was observed via TGA.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (oponent) ; Weidlich,, Tomáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
In the modern era, organic electronics and bioelectronics go through tremendous development efforts to obtain novel organic materials with features usually unattainable by conventional silicon-based electronics. This thesis concerns the synthesis and characterization of novel organic materials for organic electronics. It deals with the synthesis of novel pentafluorosulfanylated heterocyclic building blocks, alkylated high-performance organic pigments, and bioinspired organic -conjugated materials with tunable physico-chemical properties and rational synthetic approaches towards their preparation. Pentafluorosulfanyl group (SF5) is appreciated for the high electronegativity, lipophilicity, thermal and chemical stability. It influences positively optical and electronic properties, solubility, and stability to a degree often superior to more established CF3-analogues. Two types of derivatives of 3-SF5-substituted pyrrolidines were synthesized by six and four-step synthetic approaches serving as potential versatile building blocks for the incorporation into advanced aromatic and heteroaromatic -conjugated systems via nitrogen atoms as the fluorinated terminal groups. A model derivative was introduced as a terminal group in an electron-deficient heteroaromatic system by nucleophilic substitution. Hydrogen-bonded high-performance organic pigments attract a lot of attention due to their impressive semiconducting properties, strong 2D molecular association, high thermal, chemical and photochemical stability, and non-toxicity. Nevertheless, they suffer from limited solubility and processability which is commonly solved by the introduction of solubilizing groups. Moreover, particularly bulky rigid adamantyl-bearing groups are known to improve molecular packing, thermal stability, and resulting properties due to the self-organizing ability of adamantane. The adamantylmethyl and adamantylethyl groups were incorporated into selected hydrogen-bonded dyes and pigments from groups of carbonyl azaacenes, rylene-diimides and indigoids by means of nucleophilic substitution aiming towards increasing solubility and processability while preserving the thermal stability and favorable solid-state molecular packing. Physico-chemical studies of quinacridone and epindolidione series showed thermal stability comparable or higher than for H-bonded derivatives, good solubility in organic solvents, strong fluorescence in solid state and solution in VIS region and distinct molecular packing in single crystals as was observed from X-ray analysis. Flavins are ubiquitous bio-inspired organic material with indispensable biological functions, promising physico-chemical properties, chemical and application versatility. Consequently, the focus was put on the tuning of the optical, electronic, electrochemical, thermal and other properties by the extension of the -conjugated system of said materials. Initially, two complementary synthetic approaches were envisaged in order to provide NH-free flavin series which was to undergo comprehensive physico-chemical studies. Afterwards, two different approaches were proposed to synthesize N,N’-dialkylated flavins incorporating butyl, adamantylethyl and triethyleneglycol-derived substituents. The alkylation enhanced solubility in organic solvents and aqueous media, increased fluorescence in solid state and solutions, and tuned the thermal properties depending on the alkyl substitution.
|
|
|
Bio-inspirované organické materiály pro fotodynamickou terapii
Švarcová, Nikola ; Cigánek, Martin (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
Fotodynamická terapie je léčebná metoda využívající klinickou aplikaci fotosensitizérů pro alternativní léčbu onkologických a zánětlivých onemocnění. Jedním z důležitých elementů pro efektivní průběh terapie je použití fotosensitizérů, látek vykazujících absorpční vlastnosti. Díky konjugovanému systému mohou flaviny absorbovat světlo a sloužit tak jako potenciální fotosensitizéry. Předložená bakalářská práce se zabývá přípravou nového flavinového derivátu, inspirovaného riboflavinem. Strukturní izomery riboflavinu, alloxaziny, poskytují snadnou syntetickou modifikovatelnost pro vylepšení materiálových vlastností. V teoretické části je popsán princip a mechanismus fotodynamické terapie, moderní trendy jejího použití v medicínských aplikacích, limitace, výhody a nepostradatelné elementy pro efektivní průběh terapie. V práci je následně představena možnost potenciálního využití flavinů jako přírodou-inspirovaných fotosensitizérů absorbujících světlo v infračervené oblasti spektra. Experimentální část popisuje přípravu meziproduktů a finálních prekurzorů, 1,3-dialkylovaného uracilu a 1,2-diketonu odvozeného ze struktury acenaftenu. Ověřené syntetické cesty poskytovaly v práci vysoké výtěžky připravených meziproduktů a finálních prekurzorů, což bude přínosné pro následné syntetické studie, a naleznou tak uplatnění pro další přípravu série nových flavinových derivátů.
|
|
|
Pokus o přípravu N-(4-oxazolin-2-ylfenyl)barbiturové kyseliny
Sika, Jan ; Kotoučová, Hana (vedoucí práce) ; Liška, František (oponent)
Souhrn Předkládaná bakalářská práce je součástí širšího tématu přípravy a využití flavinů a flaviniových solí v organokatalýze, především jako katalyzátorů enantioselektivních oxidací. Původním cílem této práce byl pokus o přípravu N-[4-(oxazolin-2-yl)fenyl]barbiturové kyseliny 1. Tímto pokusem měla být ověřena možnost přípravy podobně substituovaných barbiturových kyselin a jejich další využití pro syntézu atropoizomerních flavinů a flaviniových solí. Látku se sice připravit nepodařilo, ale úspěšná byla příprava jednoho z jejích meziproduktů N-[4-(oxazolin-2-yl)fenyl]- methylkarbamátu 25, který je látkou dosud nepopsanou a byl úspěšně charakterizován. .
|
|
|
Synthesis of soluble nature-inspired N, N-alkylated riboflavin derivatives, study of the effect of alkyl groups
Ivanová, Lucia ; Maier,, Lukáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
By flavin's unique structure, nature predestined riboflavin and its derivatives to the participation in redox processes within the bodies of all the living organisms. These biomolecules draw attention with intriguing optical properties and photosensitising abilities. Nature-inspired flavin derivatives share these qualities, and there is also a possibility of fine-tuning for the particular application from the chemical point of view. The thesis deals with two main aims. The first aim handles the synthesis of the trimer heteroaromatic precursor and 1,2-diketone. These key intermediates are essential for the future synthesis of the central aromatic core of the novel NH-free non-fused flavin derivative. The thesis introduces and verifies three approaches, including oxidation of diarylalkynes, nucleophilic addition of a corresponding organolithium compound to a Weinreb amide and benzoin condensation. The second aim covers the properties customization of NH-free fused systems by implementation of linear and bulky alkyl side-chains on the nitrogen atoms N1 and N3 of the alloxazine dilactam. N,N-alkylation introduced an increase in solubility in common organic solvents dichloromethane and chloroform. For the derivatives with 2-(adamantan-1-yl)ethyl substituents, high thermal stability was observed via TGA.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (oponent) ; Weidlich,, Tomáš (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
In the modern era, organic electronics and bioelectronics go through tremendous development efforts to obtain novel organic materials with features usually unattainable by conventional silicon-based electronics. This thesis concerns the synthesis and characterization of novel organic materials for organic electronics. It deals with the synthesis of novel pentafluorosulfanylated heterocyclic building blocks, alkylated high-performance organic pigments, and bioinspired organic -conjugated materials with tunable physico-chemical properties and rational synthetic approaches towards their preparation. Pentafluorosulfanyl group (SF5) is appreciated for the high electronegativity, lipophilicity, thermal and chemical stability. It influences positively optical and electronic properties, solubility, and stability to a degree often superior to more established CF3-analogues. Two types of derivatives of 3-SF5-substituted pyrrolidines were synthesized by six and four-step synthetic approaches serving as potential versatile building blocks for the incorporation into advanced aromatic and heteroaromatic -conjugated systems via nitrogen atoms as the fluorinated terminal groups. A model derivative was introduced as a terminal group in an electron-deficient heteroaromatic system by nucleophilic substitution. Hydrogen-bonded high-performance organic pigments attract a lot of attention due to their impressive semiconducting properties, strong 2D molecular association, high thermal, chemical and photochemical stability, and non-toxicity. Nevertheless, they suffer from limited solubility and processability which is commonly solved by the introduction of solubilizing groups. Moreover, particularly bulky rigid adamantyl-bearing groups are known to improve molecular packing, thermal stability, and resulting properties due to the self-organizing ability of adamantane. The adamantylmethyl and adamantylethyl groups were incorporated into selected hydrogen-bonded dyes and pigments from groups of carbonyl azaacenes, rylene-diimides and indigoids by means of nucleophilic substitution aiming towards increasing solubility and processability while preserving the thermal stability and favorable solid-state molecular packing. Physico-chemical studies of quinacridone and epindolidione series showed thermal stability comparable or higher than for H-bonded derivatives, good solubility in organic solvents, strong fluorescence in solid state and solution in VIS region and distinct molecular packing in single crystals as was observed from X-ray analysis. Flavins are ubiquitous bio-inspired organic material with indispensable biological functions, promising physico-chemical properties, chemical and application versatility. Consequently, the focus was put on the tuning of the optical, electronic, electrochemical, thermal and other properties by the extension of the -conjugated system of said materials. Initially, two complementary synthetic approaches were envisaged in order to provide NH-free flavin series which was to undergo comprehensive physico-chemical studies. Afterwards, two different approaches were proposed to synthesize N,N’-dialkylated flavins incorporating butyl, adamantylethyl and triethyleneglycol-derived substituents. The alkylation enhanced solubility in organic solvents and aqueous media, increased fluorescence in solid state and solutions, and tuned the thermal properties depending on the alkyl substitution.
|
|
|
Vnitřní fluorescence bakterií Cupriavidus necator
Marková, Kateřina ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Mravec, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá autofluorescencí flavinů v gram-negativní bakterii Cupriavidus necator H16 a jejím mutantním kmenu PHB-4. Experimenty byly prováděny pomocí fluorescenční mikroskopie a průtokové cytometrie. Pro potvrzení přítomnosti flavinů byla změřena excitační a emisní spektra bakteriální suspenze, která se porovnala s flavinovými standardy. V části věnované testování buněk bez stresové odpovědi se měřila autofluorescence bakterií v PBS pufru a buněčné suspenze obarvené fluorescenční sondou BODIPY 493/503. Byl porovnáván poměr krátké doby života ku dlouhé době života autofluorescence a jeho závislost na přítomnosti fluorescenční sondy. Dále byla měřena autofluorescence supernatantu, kdy bylo zjištěno, že relativní zastoupení dlouhé doby života v extracelulárním prostředí je mnohonásobně vyšší než v intracelulárním. V části věnované stresové odpovědi se práce zaměřila na množství rozpuštěného kyslíku v produkčním médiu. Dále byl použit různě koncentrovaný peroxid vodíku, kdy nejlepší výsledky vykazovala koncentrace 100 mM. Pro porovnání s předchozími podmínkami se využila kombinace se síranem železnato-amonným, kde ale nebyl pozorován žádný rozdíl. Z látek ovlivňujících přímo dýchací řetězec byl použit azid sodný a antimycin A. Obě tyto látky měly vliv na změnu poměru relativního zastoupení dob života autofluorescence, ovšem rozložení těchto dob života a změnu rozložení autofluorescence v průběhu času ovlivňoval pouze azid sodný.
|
|
|
Pokus o přípravu N-(4-oxazolin-2-ylfenyl)barbiturové kyseliny
Sika, Jan ; Kotoučová, Hana (vedoucí práce) ; Liška, František (oponent)
Souhrn Předkládaná bakalářská práce je součástí širšího tématu přípravy a využití flavinů a flaviniových solí v organokatalýze, především jako katalyzátorů enantioselektivních oxidací. Původním cílem této práce byl pokus o přípravu N-[4-(oxazolin-2-yl)fenyl]barbiturové kyseliny 1. Tímto pokusem měla být ověřena možnost přípravy podobně substituovaných barbiturových kyselin a jejich další využití pro syntézu atropoizomerních flavinů a flaviniových solí. Látku se sice připravit nepodařilo, ale úspěšná byla příprava jednoho z jejích meziproduktů N-[4-(oxazolin-2-yl)fenyl]- methylkarbamátu 25, který je látkou dosud nepopsanou a byl úspěšně charakterizován. .
|
|
| |
host ::
RSS.