Fotopolymerizácia akrylovaných epoxidov na báze prírodných olejov skúmaná pozitrónovou anihilačnou spektroskopiou

Fotopolymerizácia akrylovaných epoxidov na báze prírodných olejov skúmaná pozitrónovou anihilačnou spektroskopiou

Sekcia: 
Rok:
2022

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
77%
Prevedenie (dizajn)
73%
Diskusná interakcia
80%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Mgr. Katarína Cifraničová100%100%100%
Mgr. David Pavel Královič100%100%100%
Mgr. Klára Stankovianska 100%100%100%
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.60%40%-

Fotopolymerizácia akrylovaných epoxidov na báze prírodných olejov skúmaná pozitrónovou anihilačnou spektroskopiou

David Pavel Královič1 , Ondrej Šauša2 , Helena Švajdlenková3 , Katarína Cifraničová ,
1 Univerzita Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta, Katedra jadrovej chémie, Ilkovičova 6, 842 15 Bratislava, Slovenská republika
2 Fyzikálny ústav Slovenskej akadémie vied, v.v.i., Oddelenie jadrovej fyziky, Dúbravská cesta 9, 845 11 Bratislava, Slovenská republika
3 Ústav polymérov Slovenskej akadémie vied, v.v.i., Oddelenie syntézy a charakterizácie polymérov, Dúbravská cesta 9, 845 38 Bratislava, Slovenská republika
david.kralovic@uniba.sk

Fotopolymerizácia je proces, pri ktorom sa mení štruktúra monomérov a oligomérov po vystavení svetlu, často v ultrafialovej alebo viditeľnej oblasti elektromagnetického spektra. Tieto zmeny sa prejavujú štrukturálne, najčastejšie vytvrdzovaním materiálu v dôsledku zosieťovania.  Výhodou tohto procesu je nízka spotreba energie, vysoká účinnosť, nízka hladina vyprodukovaných emisií prchavých organických zlúčenín a veľké množstvo aplikácií nielen v bežných oblastiach, ako sú nátery, atramenty a lepidlá, ale aj v high-tech doménach, ako je mikroelektronika, optoelektronika, laserové zobrazovanie, stereolitografia a nanotechnológie [1,2]. 

Biosenzory na báze lakázy sú biosenzory tretej generácie, obsahujúce zadržiavaciu polymérovú matricu a enzým lakázu. Tento enzým je naviazaný pomocou kovalentných väzieb, adsorbcie alebo zosieťovania na zadržiavaciu matricu tak, aby bola umožnená maximálna aktivita enzýmu s dostatočnou stabilitou a opätovnou použiteľnosťou. Lakázy (para-difenol oxidázy) sú skupina enzýmov nachádzajúcich sa v niektorých druhoch húb, rastlín a baktérií. Sú to oxidázy obsahujúce meď, ktoré sú schopné katalyzovať oxidáciu niekoľkých fenolových zlúčenín a aromatických amínov [3]. Pri typickej lakázovej reakcii je fenolový substrát vďaka jednoelektrónovej oxidácii prevedený na arylový radikál, ktorý sa v ďalšom štádiu enzymatickej reakcie prevedie na chinón. Prítomnosť peroxidu vodíka v úlohe ďalších kofaktorov pre fermentačnú reakciu nie je nutná pre funkciu týchto lakázových enzýmov, čo z nich robí veľmi perspektívne prírodné zlúčeniny pri výrobe biosenzorov na sledovanie veľkého množstva zlúčenín obsahujúcich fenol, vrátane niektorých xenoestrogénov.

Tradičné analytické metódy na stanovenie kvality pitnej vody, ako napríklad stanovenie obsahu fenolov atď., sú drahé, časovo náročné, neefektívne pri sledovaní viacerých škodlivých zložiek a vyžadujú rozsiahlu predúpravu vzorky [4,5]. Preto sú vďaka rýchlym, citlivým a selektívnym monitorovacím vlastnostiam biosenzory založené na enzýmoch atraktívnou alternatívou [6,7]. Aplikácia fotopolymérov ako zadržiavacích matríc enzýmov v biosenzorových systémoch je predmetom mnohých výskumov, nakoľko sa preukázalo, že imobilizáciou enzýmu vo voľných objemoch a póroch polymérnych matríc je možné dosiahnuť oveľa vyššiu senzitivitu a selektivitu biosenzoru [8]. Našim cieľom je v rámci medzinárodnej spolupráce s výskumnými skupinami biosenzorov skúmať mikroštrukturálne charakteristiky vzoriek potenciálne vhodných fotopolymérov na báze prírodných olejov ako zadržiavacich matríc enzýmov v biosenzorových systémoch, s cieľom získať informácie o ich vlastnostiach, štruktúre a možnostiach ich aplikácie.

Poďakovanie: 

Autori ďakujú agentúre APVV za podporu financovania výskumu uväznených systémov (grant  č. APVV-16-0369) a agentúre VEGA (grant č. 2/0029/20).

Zdroje: 
  1. Sagermano M. (2012) Pure Appl. Chem. 84(10), p. 2089
  2. Yagci Y., Jockusch S., Turro N. (2010) Macromol.  43(15), p. 6245
  3. Giardina P., Faraco V., Pezzella C. (2010) Cell. Mol. Life Sci. 67, p. 369
  4. Yang, L. (2015) Chemosphere. 127, p. 222
  5. Ejeian F., Etedali P., Tehrani H. (2018) Biosens. Bioelectron. 118, p. 66
  6. Pilas J., Dahmen M., Keusgen M. (2017) Electrochim. Acta, 251, p. 256
  7. Homma T., Kondo M., Kuwahara T. (2015) Eur. Polym. J. 62, p. 139
  8. Kavetskyy T., Smutok O., Demkiv O. (2019) Eur. Polym. J. 115, p. 115

Diskusia

Fotodegradácia ?

Dobrý deň, môžete, prosím Vás ozrejmiť proces fotodegradácie a jeho vplyv na aplikačný potenciál akrylovaných peroxidov? V závere uvádzate, že vzorky boli pravdepodobne postupne degradované: v akom rozsahu čo sa týka času resp. kvalitatívnych vlastností? Vopred ďakujem za upresnenia, ZB