LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.
Autor
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
ÚOCHB AV ČR je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie.
Tagy
Článek
Popularizace
Logo of LinkedIn

Vědci z ÚOCHB útočí na limity molekulární paměti a otevírají dveře vývoji molekulárních čipů

Ne, 24.3.2024
| Originální článek z: ÚOCHB AVČR/Veronika Sedláčková
Tomáš Slanina se svým doktorandem Jakubem Copkem vyvinuli molekuly, které dokážou vlivem světelného impulsu kontrolovaně měnit svou strukturu a přecházet mezi hned třemi stavy.
Video placeholder
  • Foto: ÚOCHB AVČR: Fotopřepínače na bázi fulgidů můžou existovat ve třech různých formách. Tato studie vyvinula metodu, jak jednotlivé formy kvantitativně přepínat mezi sebou pomocí kontroly multiplicity a podmínek fotoizomerizace.
  • Video: IOCB Prague: Vědci z ÚOCHB útočí na limity molekulární paměti a otevírají dveře vývoji molekulárních čipů

Vědci z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR vyvinuli molekulu, která vlivem světelného impulsu nejen mění svou strukturu a přechází mezi dvěma stavy, jak bylo doposud mezi takzvanými fotopřepínači běžné, ale dostává se ještě o krok dál. Na základě externího impulsu dokáže přecházet i do stavu třetího. Díky tomu je možné mimo jiné uložit do její molekulární struktury mnohem komplexnější informace než dosud. Článek Jakuba Copka a Dr. Tomáše Slaniny vydal časopis Chemical Communications.

ÚOCHB AVČR/Tomáš Belloň: Jakub Copko, Tomáš Slanina - vedoucí vědecké skupiny Redoxní fotochemie ÚOCHB AV ČR

Ačkoliv se u obdobných molekul o třetím stavu vědělo, vědci se mu raději vyhýbali. Nad přechody mezi jednotlivými molekulárními formami totiž nedokázali udržet kontrolu a přítomnost třetí formy pouze komplikovala chování molekul. Vědci ze skupiny Dr. Tomáše Slaniny zmíněnou slabinu překonali. „Teď můžeme molekulu precizně a selektivně přepínat mezi třemi stavy podle podmínek, které si sami zvolíme,“ říká jeden z autorů článku, doktorand Jakub Copko.

Molekulám, které dokážou vlivem světla změnit svou strukturu, se říká fotopřepínače. Jejich strukturální změna se zpravidla promítá do proměny makroskopických vlastností. Molekula tak v okamžiku, kdy ji ozáří světlo, například změní barvu, což je viditelné pouhým okem. Třeba z modré se stane žlutá a naopak, přičemž žlutou formu lze považovat za nuly a modrou za jedničky. Jednotlivé molekuly tedy fungují stejně jako paměťové bity a jsou dobře čitelné. „S tím rozdílem, že díky svým miniaturním rozměrům dokážou na stejné ploše uchovávat řádově větší množství informací než křemíkové čipy,“ uvádí Tomáš Slanina a upozorňuje: „Vše ale funguje pouze tehdy, jsou-li fotopřepínače dostatečně stabilní a samovolně se nepřepínají mezi jednotlivými formami v nepřítomnosti světla. Právě tahle podmínka byla dosud jen obtížně splnitelná a o přechod do třetího stavu v rámci jedné molekuly se proto odborníci ani nepokoušeli. Možné je to až díky našemu současnému objevu.“

ÚOCHB AVČR: Fotospínače na bázi fulgidů můžou existovat ve třech izomerních formách (Z, E a C) a teoreticky mají přístup jak k velké sterické změně izomerizace dvojné vazby, tak k velké spektrální změně vyvolané elektrocyklizací. Řízením četnosti a prostředí fotoizomerizace lze dosáhnout přesného řízení těchto izomerizací.

Při přechodu z druhého do třetího stavu se tentokrát výrazně nemění barva, ale geometrie molekuly. To se hodí zejména ve chvíli, kdy je například vhodné „vytvarovat“ ji tak, aby se do určeného aktivního centra buď vešla, nebo naopak byla vytlačena ven. Vše se znovu děje díky světelnému impulsu konkrétní barvy. Škála možného využití v praxi je široká, jedná se ale o tak horkou novinku, že vědci její potenciál teprve začínají objevovat.

Vědci ze skupiny Tomáše Slaniny se fotopřepínačům věnují dlouhodobě. Konkrétně se soustředí na tzv. fulgidy, o něž se zajímá jen hrstka laboratoří na celém světě, ačkoliv ve srovnání s jinými fotopřepínači mají fulgidy obecně lepší vlastnosti. Důvod je jednoduchý: jejich příprava byla zatím velmi složitá.

I tuhle překážku ale dokázal Jakub Copko odstranit. On sám vysvětluje: „Když jsem nastupoval na doktorské studium, jeden fulgid jsem připravoval i měsíc. Teď, díky naší chemické zkratce, je to připravené za odpoledne.“ Využívá k tomu tzv. one-pot reakci, to znamená, že se všechny chemické transformace odehrávají v jediné baňce a odpadá tak nutnost izolace a čištění veškerých meziproduktů. To nejen značně urychluje přípravu, ale zároveň vede k čistší reakci s větším množstvím produktu a snižuje ekologickou zátěž. Tomáš Slanina doplňuje: „Snažíme se, aby fulgidy nebyly jen skupinou látek z učebnic, ale aby se dostaly do širšího povědomí. Obor fotopřepínačů to může posunout celosvětově.“ Díky práci jeho skupiny je teď příprava těchto fotopřepínačů tak jednoduchá, že ji zvládne jakákoliv syntetická laboratoř bez předchozích zkušeností s chemií fotopřepínačů.

ÚOCHB AVČR: Fotopřepínače na bázi fulgidů můžou existovat ve třech různých formách. Tato studie vyvinula metodu, jak jednotlivé formy kvantitativně přepínat mezi sebou pomocí kontroly multiplicity a podmínek fotoizomerizace.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články


Článek | Produkt

Thermo Scientific Stellar - revoluční hmotnostní spektrometr

Thermo Scientific Stellar MS - jedinečné propojení kvadrupólu, iontově koncentračního multipólu a dvojtlaké lineární iontové pasti přináší dosud nevídanou rychlost a přesnost analýz.
Pragolab
more

Článek | Produkt

Přístroje pro extrakci na pevné fázi (SPE)

Extrakce na pevné fázi (SPE) může být použita jak pro čištění, tak i pro zakoncentrování vzorků. Volba přístroje pro SPE významně ovlivňuje kvalitu a spolehlivost analytických výsledků.
Altium International
more

Článek | Zdraví

Patogenní mikroorganismy a Listeria monocytogenes

Patogenní (choroboplodné) mikroorganismy způsobují onemocnění lidí, zvířat nebo rostlin. Změny v Nařízení (ES) č. 2073/2005 platné od 1. 1. 2026.
ALS Czech Republic
more

Článek | Věda a výzkum

Vyvíjíme novou chemii pro pochopení biologie

Čerstvý držitel start-up grantu Athanasios Markos a jeho vývoj chemických nástrojů, které umožní studovat biomolekuly, ale také cíleně ovlivňovat biologické procesy přímo v živých systémech.
Nadace Experientia
more
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.