Zakład Dydaktyczny Chemii Nieorganicznej i Analitycznej · Grupa: Chemia Analityczna w badaniu i ochronie środowiska, email: [email protected], wew. 26 342 . Zakład Dydaktyczny

Zakład Dydaktyczny Chemii Nieorganicznej i Analitycznej

Propozycje tematów prac licencjackich na rok akademicki 2017/2018

Ciekłe kryształy lipidowe do wiązania białek membranowych w formie

natywnej

Zbadamy, czy aktywność białka membranowego – transportera jonów sodu i potasu, jest

zachowana po jego umieszczeniu w ciekłokrystalicznej fazie lipidowej, traktując ją jako

środowisko biomimetyczne – naśladujące warunki w błonie komórkowej.

Dla:

Wszystkie kierunki na Wydziale Chemii prócz Energetyki Jądrowej

Prof. Renata Bilewicz, Pracownia PTiZE, [email protected], p.154, w. 26-357

http://beta.chem.uw.edu.pl/people/RBilewicz/

Faza ciekłokrystaliczna z białkiem membranowym

mailto:[email protected]



Badania wpływu wielkości i rozmieszczenia nanoklasterów złota na

elektrodzie na efektywność redukcji tlenu.

Nanocząstki złota o bardzo małych rozmiarach wykorzystamy do katalizowania

elektroredukcji tlenu. Zbadamy wpływ gęstości obsadzenia elektrody nanocząstkami na

potencjał i prąd redukcji tlenu.

Dla:


Prof. Renata Bilewicz, Pracownia PTiZE, [email protected], p.154, w. 26-357

Opiekun Mgr M. Dzwonek p. 151





Oddziaływania ciekłokrystalicznych nanocząstek lipidowych jako

nośników leku z błonami lipidowymi – badania metodą Langmuira –

Blodgett

Lek przedostaje się do komórki poprzez błonę komórkową. Porównamy wpływ leku

przeciwzapalnego i nanocząstek lipidowych, jako nośnika tego leku, na właściwości

modelowych błon biologicznych – warstw lipidowych przygotowanych metodą

Langmuira-Blodgett. Wprowadzeniu leku do warstwy towarzyszą zmiany organizacji

lipidów w warstwie i ich upakowania. Zmiany te będziemy śledzić metodą Langmuira –

Blodgett.

Dla:


Prof. Renata Bilewicz, Pracownia PTiZE, [email protected], p.154


Kubosomy - nośnik leku

Wanna Langmuira do tworzenia warstw lipidowych




Magnetokubosomy jako nowa metoda podawania leków

przeciwnowotworowych

Przygotujemy nanocząstki lipidowe kubosomy zawierające nanocząstki magnetyczne.

Lipidowa nanocząstka służy do wiązania leku, a magnetyczna nanocząstka do kierowania

jej w określone miejsce i kontrolowanie szybkości uwalniania leku.

Dla:


Prof. Renata Bilewicz, Pracownia PTiZE, [email protected], p.154


magnetokubosomy

Faza ciekłokrystaliczna zawierająca nanocząstki magnetyczne




Modelowanie receptorów GPCR

Receptory GPCR (G-protein-coupled receptors) stanowią największą rodzinę receptorów

na powierzchni komórek i uczestniczą prawie we wszystkich procesach fizjologicznych.

Receptory te są celami molekularnymi dla ok. 30-50 % obecnie używanych leków. Jest to

spowodowane ich obecnością w szlakach sygnałowych związanych z wieloma różnorodnymi

chorobami takimi jak choroby metaboliczne, immunologiczne, sercowo-naczyniowe, procesy

zapalne oraz nowotworowe. Receptory GPCR nie są prostymi przełącznikami ON/OFF lecz mogą

istnieć w bardzo wielu różnych stanach konformacyjnych, w zależności od rodzaju związanego

liganda, wywołując przez to różne odpowiedzi komórkowe. Przykładowe tematy prac obejmują:

Modelowanie wiązania się ligandów allosterycznych do receptorów GPCR; Badanie siły

tworzenia różnych interfejsów w dimerach tych receptorów; Badanie ścieżek wchodzenia

i wychodzenia ligandów do i z receptorów GPCR; Porównanie metod dokowania ligandów

ortosterycznych i allosterycznych.

[kierunek studiów: Chemia, Biologia, Bioinformatyka, Biofizyka i pokrewne]

[Prof. dr hab. Sławomir Filipek, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-

Chemicznych UW, Pracownia Modelowania Molekularnego (Biomodelowania);

[email protected], tel. wewn. 26405, 26545]

[Dodatkowe informacje na stronie pracowni: www.biomodellab.eu]


http://www.biomodellab.eu/



Badanie kompleksu gamma-sekretazy oraz mechanizmu wiązania się

substratów i inhibitorów

[Kompleks enzymu -sekretazy, który produkuje -amyloid (A), składa się z czterech

błonowych białek, w tym katalitycznej preseniliny PS1. -Sekretaza jest proteazą wykonującą

cięcie różnorodnych substratów (około 90) wewnątrz błony komórkowej i jest zaangażowana

w wiele różnych procesów fizjologicznych oraz wiele chorób takich jak choroba Alzheimera lub

procesy nowotworowe. W 2015 roku wyznaczono strukturę tego kompleksu zarówno w formie

apo, jak również z inhibitorem, metodami niskotemperaturowej mikroskopii elektronowej

(cryo-EM). Choroba Alzheimera (Alzheimer’s disease – AD) jest progresywnym schorzeniem

neurologicznym o skomplikowanej genetycznej i biochemicznej etiologii. Zazwyczaj, w mózgach

pacjentów AD stwierdza się obecność złogów amyloidowych złożonych głównie z beta-amyloidu

(A). Chociaż ostatnie lata przyniosły znaczny postęp w rozwoju strategii zmniejszania produkcji,

agregowania i toksyczności A, to wciąż nieznany jest pełny mechanizm powstawania A

w wyniku cięcia przez -sekretazę. Tematy prac obejmują poszczególne aspekty badania tego

kompleksu białkowego i dokowania ligandów.]

[kierunek studiów: Chemia, Biologia, Bioinformatyka, Biofizyka i pokrewne]

[Prof. dr hab. Sławomir Filipek, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-

Chemicznych UW, Pracownia Modelowania Molekularnego (Biomodelowania);

[email protected], tel. wewn. 26405, 26545]

[Dodatkowe informacje na stronie pracowni: www.biomodellab.eu]

(A) Struktura γ-sekretazy otrzymana metodami cryo-EM ze związanym inhibitorem (ciemno-niebieski).

Transbłonowe helisy PS1 są ponumerowane. Dwie katalityczne reszty PS1 zaznaczone na czerwono.

(B,C) Zgięta -helisa, którą prawdopodobnie tworzy substrat.


http://www.biomodellab.eu/



Wpływ struktury modelowej błony biologicznej na działanie

naturalnych peptydów antybiotykowych

[Coraz szybszy wzrost odporności bakterii na tradycyjne antybiotyki zmusza do poszukiwań

nowych substancji aktywnych o szerokim spektrum działania przeciwdrobnoustrojowym. Projekt

obejmuje badania syntetycznych peptydów antybiotykowych na modelowe błony komórkowe

bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych. Bakterie Gram-ujemne charakteryzują się dodatkową

zewnętrzną błoną biologiczną, która otacza ścianę komórkową i stanowi pierwszą barierę, jaką

muszą pokonać antybiotyki, aby doprowadzić do zniszczenia komórki bakteryjnej. Dlatego do

konstrukcji modelowych błon komórkowych zostanie wykorzystany lipopolisacharyd (LPS),

naturalnie obecny w komórkach bakterii Gram-ujemnych. Głównym celem badań jest

zweryfikowanie podatności biomimetycznych błon bakteryjnych na nowe antybiotykowe

peptydy.]

[Chemia, EChJ, IN]

[dr Joanna Juhaniewicz-Dębińska, Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod,

[email protected], tel: 26 660]




Badania oddziaływań leków przeciwnowotworowych z grupy

alkilofosfolipidów na modelowe błony komórek zdrowych

i nowotworowych

[Niniejszy projekt obejmuje badania oddziaływań leku antynowotworowego trzeciej generacji

z grupy syntetycznych alkilofosfolipidów (APLs) – peryfozyny- z modelowymi warstwami

lipidowymi odzwierciedlającymi składem rafty lipidowe. Nieustanna walka z nowotworami

wymusza poszukiwania nowych substancji o działaniu przeciwnowotworowym, które będą

charakteryzowały się stabilnością w warunkach fizjologicznych oraz skutecznością przeciwko

komórkom rakowym przy jednoczesnej niskiej cytotoksyczności na komórki zdrowe i jak

najmniejszych skutkach ubocznych. Peryfozyna zbudowana jest z 18-węglowego nasyconego

łańcucha kwasu tłuszczowego połączonego z grupą fosforanową z przyłączoną pochodną

piperydyny. Jej przeciwnowotworowe działanie opiera się na zaburzaniu ścieżek przekazywania

sygnałów na poziomie błony komórkowej a nie na bezpośrednim oddziaływaniu na DNA. Jeden

z postulowanych mechanizmów działania peryfozyny zakłada, że miejscem jej bezpośredniego

oddziaływania są licznie występujące w błonach komórek nowotworowych rafty lipidowe, czyli

mikrodomeny bogate w sfingomielinę i cholesterol.]

[Chemia, EChJ, IN]






Rola jonów cynku z tworzeniu się amyloidów w przebiegu

cukrzycy typu II

[Amylina, polipeptyd amyloidowy wysp trzustki tworzy nierozpuszczalne amyloidy w trzustce

pacjentów cierpiących na cukrzycę typu II. Amylina jest produkowana i wydzielana razem

z insuliną przez komórki beta wysp trzustkowych Langerhansa, w których naturalnie występuje

wysokie stężenie jonów cynku. U ponad 90% pacjentów cierpiących na cukrzycę typu II

zidentyfikowano depozyty fibrylowe amyliny w komórkach wysp Langerhansa. Oddziaływanie

tego amyloidu z błoną biologiczną komórek beta powiązane jest z ich śmiercią,

co w konsekwencji przyczynia się do postępu choroby. Niewiele jednak wiadomo, według jakiego

mechanizmu zachodzi wywołane amyliną zniszczenie komórek trzustkowych oraz jaka jest rola

jonów cynku w promowaniu/inhibitowaniu procesu niszczenia komórek przez amylinę. Celem

projektu jest zbadanie wpływu amyliny w obecności i nieobecności jonów cynku na strukturę

modelowych błon komórkowych.]

[Chemia, EChJ, IN]






Degradowalne mikro i nanostruktury polimerowe jako układy kontrolowanego

dostarczania i uwalniania farmaceutyków

W ostatnich latach żele polimerowe o rozmiarach mniejszych od 1 µm cieszą się dużym

zainteresowaniem jako potencjalne nośniki do kontrolowanego dostarczania i uwalniania leków.

Specyficzna budowa mikro- i nanożeli powoduje, że mogą magazynować znaczną ilość farmaceutyku

chroniąc go przed szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi, np. enzymami trawiennymi, lub chronić zdrowe

komórki przed toksycznym lekiem. W odpowiedzi na fizyczne lub chemiczne bodźce zewnętrzne, mogą

one uwalniać selektywnie swoją zawartość w komórkach chorych.

Celem pracy będzie otrzymanie i badanie właściwości materiałów, które w warunkach

charakterystycznych dla komórek nowotworowych, tj. obniżone pH i zwiększone stężenie glutationu lub

nadtlenku wodoru, będą selektywnie uwalniały substancje czynne farmakologicznie i ulegały procesowi

degradacji.

Temat może być realizowany również na kierunkach Chemia oraz Inżynieria Nanostruktur.

Dr hab. Marcin Karbarz, Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod, Centrum Nauk

Biologiczno-Chemicznych, mail: [email protected], tel. 22 55 26 668.




Biosynteza nanocząstek palladu

- ekstrakty roślinne

Platyna, pallad i rod (PGE) ze względu na swoje katalityczne właściwości znalazły szerokie

zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Obecnie najbardziej powszechne ich wykorzystanie

jest obserwowane w produkcji samochodowych katalizatorów: Pt (40%), Pd (67%) i Rh (81%).

Są one emitowane do środowiska głównie w formie metalicznych nanocząstek i tlenków, ale

w glebie mogą ulegać przemianom w formy charakteryzujące się znacznie większą

biodostępnością. Z gleby PGE, podobnie jak inne jony metali, mogą być pobierane przez rośliny,

a w dalszym obiegu gromadzone w tkankach zwierzęcych, powodując zakłócenia ich

prawidłowego funkcjonowania. Pallad spośród wszystkich platynowców wykazuje największą

biodostępność. Jest pobierany z gleby przez korzenie, a następnie wiążą się z biologicznie

aktywnymi substancjami bogatymi w siarkę. W roślinach obserwuje się obecność zarówno

jonowych form palladu jak i nanocząstek tego pierwiastka. Celem projektu licencjackiego będzie

ocena stopnia redukcji jonów palladu i ich przemiany do nanoczątek palladu pod wpływem

związków zawartych w ekstraktach roślinnych.

Rośliny będą uprawiane hydroponicznie we współpracy z Wydziałem Biologii UW.

Kierunek studiów: Chemia, MSOŚ, ZŚ (English)

dr Joanna Kowalska, Pracownia Chromatografii i Analityki Środowiska

Grupa: Chemia Analityczna w badaniu i ochronie środowiska,

email: [email protected], wew. 26 342




Przygotowania materiału roślinnego do badań

mechanizmów detoksyfikacyjnych u roślin

Rośliny występujące na terenach o podwyższonej zawartości ksenobiotyków, adaptując się do

warunków środowiskowych, uruchamiają szereg mechanizmów obronnych. Jednym z nich jest

synteza fitochelayn, peptydów – pochodnych glutationu o ogólnym wzorze (γ-Glu-Cys)n-Gly (n=2-

11). Fitochelatyny (PC) odgrywają bardzo istotną rolę w procesach detoksykacji i homeostazy u roślin,

ponieważ ksenobiotyki kompleksowane przez grupy tiolowe fitochelatyn wykazują mniejszą

toksyczność niż wolne jony. Trwałość fitochelatyn jak również ich kompleksów z jonami różnych

pierwiastków zależy od wielu czynników i wymaga niezwykłej ostrożności przy wyborze procedury

przygotowania próbek do badań. Celem pracy licencjackiej będzie określenie warunków

przygotowania próbek roślin zapewniających trwałośc fitochelatyn indukowanych w tkankach

gorczycy białej uprawianej hydroponicznie w pożywce z dodatkiem nieorganicznych soli arsenu(III).

Istotne będzie określenie czy oznaczenia fitochelatyn muszą być prowadzone w ekstraktach roślin

świeżych, poddawanych analizie tuz po zakończeniu uprawy czy materiał roślinny może zostać

wysuszony, zamrożony czy też zliofilizowany. Do identyfikacji fitochelatyn obecnych w tkankach

gorczycy zostanie zastosowana wysokosprawna chromatografia cieczowa z detekcja fluorescencyjną.

Badania prowadzone w ramach Projekt PRELUDIUM Narodowe Centrum Nauki z Wydziałem

Biologii UW


dr Joanna Kowalska, Pracownia Chromatografii i Analityki Środowiska






Fotoliza „miękką” mineralizacją przed analizą specjacyjną

- formy Cr o różnej ekotoksyczności

Rozróżnienie form chemicznych Cr jest kluczowym elementem w monitoringu środowiska wodnego.

Wiadomo już od dawna, że „nie pierwiastek jest toksyczny” a jego forma chemiczna, czy fizyczna.

Zależnie od stopnia utleniania wpływ na fizjologię organizmów jest różny. Cr(III) jest nutrientem, zaś

Cr(VI) jest mutagenny i kancerogenny. Chrom występuje głównie w postaci oksyanionów

nieorganicznych. Cr(III) jest mniej rozpuszczalny i bardziej stabilny, natomiast Cr(VI) jest bardziej

rozpuszczalny i mobilny w środowisku. Związki powierzchniowoczynne (surfaktanty) obecne w próbce

przeszkadzają w oznaczeniach metali. Zaś w przypadku badaniu różnych form Cr mineralizacja

„klasyczna” nie może być stosowana. W celu usunięcia surfaktantów w badaniach wykorzystana

zostanie bez odczynnikowa (heterogeniczna) fotoliza. Ta ulepszona fotokataliza pozwala na

uproszczenie matrycy wody odpadowej. Użycie fotokatalizatorów, które aktywują się pod wpływem

absorpcji kwantu promieniowania z zakresu światła widzialnego, sprzyja odejściu od drogich,

kwarcowych naczyń oraz może usprawnić działalność oczyszczalniom ścieków.


dr hab. Beata Krasnodębska-Ostręga, Pracownia Chromatografii i Analityki Środowiska



Badania w ramach Projekt PRELUDIUM Narodowe Centrum Nauki

https://projekty.ncn.gov.pl/index.php?s=7555





Mineralizacja – etap przygotowania próbki

w badaniach biomonitoringowych

Podczas analizy próbek głównym problemem jest ich całkowity rozkład. Procedura dobierana

indywidualnie do konkretnego rodzaju badanego materiału oraz metody oznaczania zawartości analitu.

Mineralizacja jest to całkowity rozkład i utlenienie związków organicznych, które znajdują się w próbce

i przeprowadzenie składników do roztworu. Metody mineralizacji „na sucho” polegają na stapianiu lub

spalaniu próbki. Metody mineralizacji „na mokro” wiążą się z rozpuszczeniem próbki. Do tego rodzaju

mineralizacji zaliczamy również metody wspomagane mikrofalami, promieniowaniem UV lub

ultradźwiękami. Celem pracy licencjackiej będzie po zapoznaniu się z danymi literaturowymi

i dobranie metody rozkładu próbek wody, osadów dennych, roślin i owadów. Będzie to etap

przeprowadzenia do roztworu analitów tj. Zn, Cd, Pb, Cu, Ni, Cr, As, Pt, Pd i Rh i oznaczania

z wykorzystaniem metod woltamperometrii inwersyjnej (wstępne zatężanie elektrochemiczne analitu).

Metoda woltamperometrii ze wstępnym zatężaniem analitu jest bardzo czułą metodą o niskiej granicy

wykrywalności, ale wrażliwą na śladowe zwartości związków organicznych, dlatego etap mineralizacji

jest tak ważny. Ostatnim etapem będzie wykonanie próbnych mineralizacji i oznaczenie wybranych

analitów metodą spektralną i elektrochemiczna (miedzy-metodyczne porównanie).




email: [email protected],

wew. 26 375




Migracja zanieczyszczeń w okolicy

składowisk odpadów metalurgicznych

W Polsce jest wiele hałd z odpadami przemysłowymi z różnych okresów rozwoju polskiej

gospodarki. Niektóre maja historię sięgająca I wojny światowej a niektóre kilkunastoletnią. Opady

atmosferyczne nawadniając te składowiska wpływają na rozprzestrzenianie (migracja

środowiskowa) szeregu substancji toksycznych wraz z wodami powierzchniowymi lub/i

gruntowymi docierają dalej. Składowiska odpadów poflotacyjnym zatężaniu rud zlokalizowane są

na płd. Polski. Woda, która wypływa z tych hałd utworzyła w zagłębieniach sztuczne zbiorniki

wodne. Następuje tam podsiąkanie wód odpadowych, które w znacznym stopniu zanieczyszczone

są Zn, Ni, Co, Cu, Sn, Cd, Cr Tl i Pb, a także związkami powierzchniowoczynnymi

(detergentami). Celem pracy licencjackiej będzie oznaczenie zawartości ww. metali i porównanie

wyników własnych z danymi literaturowymi z roku 2009 i 2013, dotyczących tych samych

zbiorników wodnych. Próbki pochodzić będą z kanału dopływowego z hałdy odpadów oraz

z dwóch okolicznych stawów (wody podsiąkające). Są to sztuczne zbiorniki wodne o różnym

stopniu remediacji (samo-oczyszczenia). W oznaczeniach zastosowana zostanie metoda ICP MS

i elektrochemia (metoda porównawcza).








Zawiesina istotny element w migracji

„metali ciężkich” w wodach

Woda z rzek, czy jezior wydaje się być przezroczystą cieczą, a jednak są w niej zawieszone drobiny

minerałów - zawiesina. „Woda” to mieszanina dwóch faz. Te dwie części różnią się z punktu

widzenia ochrony środowiska, w różny sposób wiążą w sobie toksyczne substancje. Obecność

szeregu związków powierzchniowoczynnych, czy pierwiastków, takich jak Tl i Cr wpływa na niską

jakość wody. W przypadku badania zawartości Tl i Cr, ich ekotoksyczność zależna jest od formy

chemicznej w jakiej migrują. Ze względu na dużą różnicę w toksyczności form Cr i Tl ważne jest

monitorowanie nie tylko całkowitej zawartości w środowisku naturalnym, ale i ich specjacji.

Związki Cr(III) są mniej rozpuszczalne i bardziej stabilne w naturalnym wodnym środowisku,

podczas gdy związki Cr(VI) są bardziej rozpuszczalne i mobilne. Związki Tl(III) są bardziej

toksyczne niż związki Tl(I). Celem pracy będzie wydzielenie zawiesiny oraz zbadanie specjacji Tl

oraz Cr. Zmiany źródła skażenia wody, czy natlenienie układu wpływają na stopień utlenienia oraz

formę chemiczną tych metali. W konsekwencji zmiana ta wpływa na wiązanie poszczególnych form

z zawiesiną oraz wpływa na rozpuszczalność i zdolność do migracji.


dr hab. Beata Krasnodębska-Ostręga, Pracownia Chromatografii i Analityki Środowiska/Chemia

Analityczna w badaniu i ochronie środowiska, [email protected],

wew. 26 375

Badania w ramach Projekt PRELUDIUM Narodowe Centrum Nauki






Porównanie oddziaływania leku nowotworowego pirarubicyny

z modelowymi błonami komórek zdrowych i nowotworowych

Pirarubicyna jest analogiem antracyklinowego leku antynowotworowego doksorubicyny (Rys. 1).

Jest ona uważana za mniej toksyczną i dodatkowo wykazano jej aktywność wobec niektórych linii

komórkowych, które są odporne na działanie doksorubicyny. Celem projektu będzie zbadanie

oddziaływania pirarubicyny z modelowymi błonami biologicznymi przygotowywanymi techniką

Langmuira. Skład błon dobrany będzie tak, aby modelował skład błon komórek zdrowych

(fosfolipid DMPC) oraz komórek nowotworowych (fosfolipid DMPS). Badania prowadzone będą

w środowisku buforu fizjologicznego (PBS). Zbadana zostanie zależność oddziaływań od stężenia

leku w subfazie, a także określona zostanie możliwość wbudowywania się leku we wcześniej

utworzone warstwy (zależności czasowe).

Rys. 1 Struktura pirarubicyny

Kierownik pracy dyplomowej:

dr Dorota Matyszewska, Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod,

email: [email protected]; tel. wew.: 26 547




Porównanie oddziaływania dwóch leków antynowotworowych

daunorubicyny i idarubicyny z prostymi modelami błon komórek

nowotworowych

Daunodubicyna i idarubicyna to dwa leki antynowotworowe różniące się podstawnikiem w części

antracyklinowej (Rys.1). Z tego względu idarubicyna wykazuje lepszą rozpuszczalność

w tłuszczach, a co za tym idzie większą cytotoksyczność niż daunorubicyna. Celem projektu jest

porównanie oddziaływania tych dwóch leków z prostymi modelami błon komórek

nowotworowych przygotowywanych metodą Langmuira. Badania prowadzone będą

w środowisku buforu PBS, którego skład odpowiada składowi płynów okołokomórkowych,

a stężenia leków odpowiadać będą rzeczywistym stężeniom leków stosowanych w terapii tak, aby

w jak najlepszy sposób zbliżyć się do warunków występujących podczas rzeczywistego leczenia

antynowotworowego.

Rys1 . Wzory strukturalne daunorubicyny i idarubicyny.

Kierownik pracy dyplomowej:

dr Dorota Matyszewska, Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod,

email: [email protected]; tel. wew: 26 547




Zamykanie nanocząstek w hydrożelach

Nanocząstki optycznie czułe mają potencjalnie szereg zastosowań – od sensorów do terapii

fotodynamicznej. Istotne jest kształtowanie właściwości optycznych nanonocząstek,

ale także z punktu widzenia niektórych zastosowań wskazana jest immobilizacja nanodrobin

w warstwie o specjalnych właściwościach – przepuszczalnej dla jonów, nietoksycznej dla

organizmu, np. w odpowiednim hydrożelu.

Celem projektu jest sprawdzenie, jak zamykanie nanocząstek optycznie czułych

w warstwach hydrożeli wpływa na ich właściwości, przede wszystkim fizykochemiczne

i optyczne. Projekt ma w dużej mierze charakter eksperymentalny i wymagać będzie otrzymania

nanocząstek charakteryzujących się aktywnością optyczną w trybie emisji, wprowadzenia tych

układów do hydrożeli i przeprowadzenia eksperymentów optycznych i fizykochemicznych oraz

obrazowania (TEM/ SEM). Nanocząstki będą otrzymywane z gotowych polimerów i ewentualnie

modyfikowane zgodnie z potrzebami.

Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa

Prof. dr hab. Agata Michalska-Maksymiuk, PPChA,

email: [email protected], tel. wew. 26 331,

http://beta.chem.uw.edu.pl/people/AMichalska/




Elektrycznie przełączane polimery fluorescencyjne

Pewne polimery wykazują różne właściwości optyczne (absorpcyjne i/lub emisyjne) zależne od

właściwości polimeru, takich jak np. stopień utlenienia. Daje to możliwość przełączania

obserwowanego widma optycznego polimeru poprzez zmianę np. potencjału przyłożonego do polimeru;

co jest istotne z punktu widzenia różnych zastosowań tego typu układów.

Celem pracy jest sprawdzenie możliwości wpływania na właściwości optyczne odpowiednio

modyfikowanych warstw polimerowych poprzez zmianę przyłożonego potencjału, oraz sprawdzenie,

jak różne warunki wpływają na obserwowane zależności. W założeniu opracowany układ powinien

reagować na przyłożony potencjał tylko w określonych warunkach, np. w obecności danego analitu

w roztworze. Projekt jest w znacznej mierze eksperymentalny, wymagać będzie eksperymentów

elektrochemicznych i rejestracji widm optycznych (absorpcyjnych i emisyjnych), badania warstw pod

mikroskopem optycznym i fluorescencyjnym, charakterystyki warstw metodami TEM/ SEM. Warstwy

polimerowe będą otrzymywane z gotowych polimerów modyfikowanych zgodnie z potrzebami.

Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa

Zdjęcie modyfikowanej warstwy polimerowej wykonane pod mikroskopem w świetle widzialnym pod

mikroskopem fluorescencyjnym.

Prof. dr hab. Agata Michalska-Maksymiuk, PPChA,

email: [email protected], tel. wew. 26 331,

http://beta.chem.uw.edu.pl/people/AMichalska/




Nanostrukturalne układy ciekłokrystaliczne, jako potencjalne nośniki leków

Koncepcja podawania leków oparta na kontrolowanym miejscowym uwalnianiu molekuł,

z transportujących je nośników jest obecnie jedną z intensywnie rozwijających się. Efektywny nośnik

powinien posiadać zdolność akumulacji możliwie wysokiego stężenia substancji leczniczej

i jednocześnie uwalniać odpowiednią dawkę leku w docelowym miejscu. Perspektywicznym układem

do takich zastosowań są kubosomy. Zastosowanie, kubosomów, jako nośnika leków

przeciwnowotworowych powoduje, że lek jest unieruchomiony w matrycy, co może skutkować

ograniczeniem cytotoksyczności leku. Ponadto ze względu na silnie rozwiniętą powierzchnię oraz

możliwość kontroli szybkości jego uwalniania, nośnik taki może akumulować relatywnie dużą ilość leku

i uwalniać go stopniowo w docelowym miejscu. W ramach pracy wybrany lek przeciwnowotworowy

zostanie unieruchomiony w kubosomie bądź heksosomie. Uzyskany nośnik zostanie scharakteryzowany,

określony zostanie wpływ leku na strukturę nośnika. Do wyznaczenia profilu uwalniania leku

wykorzystane zostaną techniki elektrochemiczne.

Temat może być realizowany na kierunkach: Chemia, Inżynieria Nanostruktur.

dr Ewa Nazaruk, Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod,

email: [email protected], tel. 55 26 754




Zastosowanie ciekłokrystalicznej fazy kubicznej, jako układu

do unieruchamiania, przenoszenia i kontrolowanego podawania leków

przeciwnowotworowych

Rozwój w dziedzinie nowych metod leczenia nowotworów skupia się m.in. wokół projektowania

nowych nośników chemioterapeutyków w celu uzyskania kontrolowanego i stopniowego

podawania leku, a tym samym ograniczenia efektów ubocznych nieselektywnie działających

cytostatyków. Idealny do tego celu nośnik powinien cechować się zdolnością akumulacji

odpowiednio wysokiego stężenia leku, który następnie uwalniany będzie dopiero w „docelowym”

miejscu. W ramach pracy wybrany lek antracyklinowy zostanie wbudowany w lipidową

ciekłokrystaliczną fazę kubiczną. Szybkość transportu leku unieruchomionego w takim nośniku

może być kontrolowana poprzez np. zmianę ładunku kanału wodnego. W celu kontroli szybkości

uwalniania leku z nośnika faza kubiczna zostanie odpowiednio domieszkowana. Profil uwalniania

leku zostanie określony z wykorzystaniem metod elektrochemicznych. Badania cytotoksyczności

leku unieruchomionego w zaprojektowanym nośniku na hodowle komórkowe in vitro zostaną

przeprowadzone z wykorzystaniem testu MTS.

Temat może być realizowany na kierunkach: Chemia, Inżynieria Nanostruktur.

dr Ewa Nazaruk, Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod,

email: [email protected], tel.: 55 26 754




Oznaczania śladowych zawartości Pd w środowisku

- przygotowanie elektrody modyfikowanej chemiczne

Stały wzrost poziomu metali z grupy platynowców w środowisku naturalnym wymusza

monitoring ich zawartości. W przypadku badań monitoringowych niezbędne jest narzędzie, które

zapewni łatwą odtwarzalność i powtarzalność wyników. Dysponowanie szeregiem metod o

różnych podstawach fizykochemicznych jest bardzo ważne z punktu widzenia poprawności

analizy środowiskowej. Najczęściej stosowane metody spektralne GF AAS i ICP MS obarczone

są wieloma interferencjami. Alternatywą jest woltamperometria inwersyjna ze wstępnym

zatężaniem (SV). Celem pracy jest przygotowanie odtwarzalnej warstwy aktywnej, która będzie

mogła zostać zastosowana w etapie chemicznego zatężania Pd przed oznaczeniami

elektrochemicznymi. W ramach badań zostanie sprawdzona możliwość wykorzystania

grafitowych elektrod sitodrukowanych modyfikowanych jonowymieniaczami do zatężenia

palladu. Uzyskanie odtwarzalnej warstwy aktywnej i efektywne zatężenie analitu na powierzchni

elektrody stworzy możliwość opracowania procedury elektrochemicznego oznaczania Pd

charakteryzującej się lepszą selektywnością i niższą granicą wykrywalności niż metody

dotychczas opisane w literaturze.

Kierunek studiów: Chemia

dr Monika Sadowska, Pracownia Chromatografii i Analityki Środowiska

Grupa: Chemia Analityczna w badaniu i ochronie środowiska, e-mail:

[email protected], wew. 26 322

Badania prowadzone w ramach projektu SONATA, Narodowe Centrum Nauki

https://www.ncn.gov.pl/sites/default/files/listy-rankingowe/2016-09-15/streszczenia/356259-

pl.pdf


https://www.ncn.gov.pl/sites/default/files/listy-rankingowe/2016-09-15/streszczenia/356259-pl.pdf

https://www.ncn.gov.pl/sites/default/files/listy-rankingowe/2016-09-15/streszczenia/356259-pl.pdf



Oznaczanie wybranych pierwiastków w pszczołach

– badania monitoringowe

Obserwowane w ostatnich latach masowe wymieranie pszczół stało się problemem na skalę

globalną. Podejmowane są różne działania, mające na celu poznanie dokładnych przyczyn oraz

ograniczenie tego zjawiska. Jednym z pomysłów jest zakładanie pasiek w miastach, gdzie pszczoły

nie są narażone na negatywne skutki wywoływane przez środki ochrony roślin masowo stosowane w

rolnictwie. Na terenach zurbanizowanych i przemysłowych istnieją jednak inne potencjalne

zagrożenia, np. podwyższone stężenia metali ciężkich czy innych pierwiastków uważanych za

toksyczne. Celem pracy będzie zbadanie zawartości niektórych pierwiastków chemicznych (Pb, Cd,

Zn, Cu, Co, Cr) w organizmach pszczół z uwzględnieniem ich miejsca bytowania, wybór optymalnej

metody pobierania próbek do analizy oraz porównanie wyników z danymi literaturowymi

uzyskanymi dla różnych lokacji. Pozwoli to ocenić stopień narażenia owadów bytujących na

terenach przekształconych antropogenicznie.

Kierunek studiów: Chemia, MSOŚ

dr Monika Sadowska, Pracownia Chromatografii i Analityki Środowiska

Grupa: Chemia Analityczna w badaniu i ochronie środowiska, e-mail:

[email protected], wew. 26 322

http://www.chem.uw.edu.pl/popularyzacja/ecosolving/


http://www.chem.uw.edu.pl/popularyzacja/ecosolving/



Badanie oddziaływań lipopeptydów z modelowymi membranami

lipidowymi

Zwiększająca się liczba przypadków lekooporności bakterii stanowi obecnie istotny

problem kliniczny, stąd rosnące zainteresowanie związkami wykazującymi odmienne

mechanizmy działania niż tradycyjne antybiotyki. Grupą, która potencjalnie może spełnić te

wymagania są lipopeptydy. Ich aktywność bakteriobójcza jest dość dobrze poznana, jednak

dokładny mechanizm działania membranolitycznego nie został jak dotąd opisany. Celem

niniejszego projektu jest zbadanie natury oddziaływań wybranych lipopeptydów z modelowymi

membranami lipidowymi i tym samym określenie mechanizmów determinujących ich aktywność

membranolityczną. Wspomniane modele obejmują filmy lipidowe, które swoim składem będą

reprezentować membranę bakteryjną.

Kierunki: Chemia, Inżynieria Nanostruktur

Dane kierownika tematu pracy dyplomowej: dr hab. Sławomir Sęk, prof. UW,

Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod/ Laboratorium Fizykochemii Powierzchni

(CNBCh); e-mail: [email protected]; tel: +48 22 552 6661

http://cnbch.uw.edu.pl/research_groupes/laboratorium-fizykochemii-powierzchni/




Dwuwarstwy lipidowe unieruchomione na powierzchni metalu

Membrany lipidowe osadzone na stałych podłożach mogą być otrzymywane na różne

sposoby, jednak największą popularność zdobyły sobie technika rozkładania liposomów oraz

technika przenoszenia filmów lipidowych z granicy faz woda-powietrze. Typowe substraty obejmują

mikę, krzem oraz szkło. Jednak z wielu powodów bardzo interesującym podłożem mogą być metale,

w tym np. złoto. Unieruchomienie dwuwarstw lipidowych na złocie ma niewątpliwe zalety

wynikające z możliwości ekspozycji membrany na zewnętrzne pole elektryczne rzędu 107 - 10

8 V m

-

1, czyli porównywalne ze statycznym polem elektrycznym odczuwanym przez naturalne membrany

biologiczne. Odpowiednio zaprojektowana membrana może być doskonałym modelem

biomimetycznym, który umożliwia pomyślne wprowadzenie do niej białka przy zachowaniu jego

funkcji.









Złącza molekularne – badanie przewodności pojedynczych cząsteczek

peptydów oraz peptydomimetyków

Reakcje przeniesienia elektronu w białkach i peptydach są kluczowe dla konwersji energii

w układach biologicznych. Badanie ich mechanizmów ma na celu zrozumienie jak efektywność

transportowania elektronów powiązana jest z cechami strukturalnymi cząsteczek peptydów oraz w jaki

sposób możemy ją kontrolować na poziomie molekularnym. Szczególnie dogodnymi układami do tego

typu badań są monowarstwy peptydów lub peptydomimetyków zaadsorbowane na stałych podłożach.

Ich właściwości elektryczne możemy badać za pomocą technik skaningowej mikroskopii tunelowej

oraz mikroskopii sił atomowych. Unikalna charakterystyka transportu elektronowego przez peptydy

czyni je potencjalnymi kandydatami do konstrukcji molekularnej diody lub przełącznika. Wysoka

efektywność transportu elektronów może również pozwolić na skuteczne wykorzystanie peptydów oraz

peptydomimetyków jako elementów biosensorów.









Mikrobioogniwa przepływowe z wykorzystaniem nanocząstek metali

Bioogniwa paliwowe są obecnie uważane za jedne z przyszłych źródeł energii.

Enzymatyczne bioogniwa są urządzeniami małej mocy do zasilania czujników, mierników

i samozasilających się czujników, implantowanych urządzeń medycznych. Głównym problemem

zastosowania jest ich trwałość, która jest zbyt krótka, a także uzyskiwane moce bioogniwa, które

są czasami zbyt małe z punktu widzenia zastosowania.

Celem niniejszego projektu jest opracowanie prototypu bioogniwa przepływowego

zbudowanego z bioelektrod na bazie nanocząstek metali i enzymów do zasilania urządzeń

medycznych wszczepialnych pacjentom. Bioogniwo ma wykorzystywać źródła energii naturalnie

występujące w płynach ustrojowych (glukozę, rozpuszczony tlen itd.) i ich konwersję w energię

elektryczną.

Praca licencjacka lub magisterska na wszystkich kierunkach studiów

dr Krzysztof Stolarczyk, Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod

e-mail: [email protected], pok. 162, tel. wew. 26 351



Czujnik tlenu do monitorowania stężenia tlenu w organizmie człowieka

Stopień natlenienia organizmu jest parametrem informującym o stanie natlenienia krwi

organizmu ludzkiego. Kontrola natlenienia krwi jest jednym z podstawowych badań

wykonywanych u rodzących się dzieci, inkubowanych noworodków, pacjentów w śpiączce

farmakologicznej itd. Obecnie do kontroli nasycenia krwi tlenem najczęściej stosuje się

pulsoksymetry, ogniwa Clarka i gazometrię. Stosowane metody i urządzenie mają dużo wad

np. duże rozmiary, wymagają pobrania krwi, dlatego są stosowane sporadycznie w diagnostyce

medycznej.

Najnowsze badania wskazują możliwość stosowania bioogniw, jako samo zasilających

urządzeń, niewymagających do pracy zewnętrznego źródła energii, dzięki wykorzystaniu

substancji chemicznych zawartych w organizmie, przetwarzając energię chemiczną zachodzących

reakcji redoks w energię elektryczną, co stanowiłoby przełom w medycynie oraz implantowanych

urządzeniach. Do konstrukcji czujnika zostanie zastosowana biobateria zbudowana z anody

cynkowej i katody pokrytej nanomateriałami oraz lakazą, jako samozasilający się czujnik tlenu

wszczepialny do organizmu.






Bioogniwa z zastosowaniem trójwymiarowych bioelektrod

Niniejszy projekt dotyczy przygotowania bioogniwa z zastosowaniem trójwymiarowych

elektrod. Nowość podejścia do konstrukcji takich bioogniw jest konstrukcja elektrod polegająca na

unieruchomieniu enzymów jako biokatalizatorów na przestrzennym porowatym materiale węglowym

jakim jest porowaty węgiel szklisty (RVC, ang. Reticulated Vitreous Carbon). Planujemy osadzić na jego

powierzchni nanocząstki Ru i Au, jako centra adsorpcji enzymów. Jak materiały porowate będą również

stosowane nanorurki i nanocząstki grafenu. Bioogniwo ma wykorzystywać źródła energii

naturalnie występujące w płynach ustrojowych (glukozę, rozpuszczony tlen itd.) i ich konwersję

w energię elektryczną.






Osadzanie nanocząstek metali na węglu porowatym (RVC)

Celem niniejszego projektu jest porównanie właściwości katalitycznych enzymów na

elektrod dwuwymiarowych np. elektrody z węgla szklistego i elektrodach trójwymiarowych np.

z porowatego węgla szklistego (RVC). Opracowane bioelektrody dają szansę na postęp

w obszarze nowych biologicznych źródeł energii i usuną obecnie główną przeszkodę - zbyt małe

prądy katalityczne i moce stosowanych ogniw. Powodem tego problemu jest stosowanie płaskich

elektrod (elektrody 2D), na których zwiększanie liczby warstw materiału elektrodowego

powoduje jedynie spadek przewodności i uniemożliwia penetrowanie głębszych warstw przez

elektrolit i cząsteczki elektroaktywne, co z kolei uniemożliwia uzyskanie teoretycznie

przewidywanego wzrostu prądów katalitycznych na takich elektrodach. Zastosowanie

objętościowych elektrod RVC (elektrody 3D) w bioogniwie pozwoli na znaczące zwiększenie

powierzchni każdej z elektrod, a tym samym zwiększenie liczby cząsteczek enzymu na tej

powierzchni, a szerokie pory materiału pozwolą na swobodny dostęp do nich substratów

i efektywne odprowadzanie produktów procesu katalitycznego. W konsekwencji prądy

katalityczne na katodzie i anodzie 3D znacznie się zwiększą i znacząco wzrośnie moc bioogniwa.






Zastosowanie nanocząstek złota jako selektywnych nanonośników leków

w transporcie antynowotworowych substancji czynnych

Nanocząstki złota dzięki swoim wyjątkowym właściwościom fizycznym i chemicznym

mogą być stosowane do transportu i rozprowadzania środków farmaceutycznych. Znajdują

zastosowanie w terapii genowej, w aplikacjach bakteriobójczych, przeciwnowotworowych.

Posiadają dużą trwałość i możliwość biokoniugacji i biomodyfikacji z tiolem, disiarczkiem i

grupami aminowymi. Ponadto mogą być modyfikowane w celu ukierunkowanego działania. Do

nanocząstek złota może być przyłączana duża różnorodność cząstek terapeutycznych, takich jak

np. oligonukleotydy do terapii genowej, związki bakteriobojcze, leki przeciwnowotworowe.

Celem niniejszego projektu jest opracowanie metody syntezy nanocząstkami złota z

odpowiednimi lekami i charakterystyka tych układów za pomocą różnych technik np.

woltamperometrycznych, spektroskopowych itd.




E.U. Stolarczyk, K. Stolarczyk, M. Łaszcz, M. Kubiszewski, W. Maruszak, W. Olejarz, D. Bryk, European

Journal of Pharmaceutical Sciences 96 (2017) 176–185



Projektowanie elektrokatalitycznych materiałów platynowych i nie

platynowych na bazie grafenu do redukcji tlenu

Projekt ten dotyczy poszukiwania nowych platynowych i nie platynowych

katalizatorów do redukcji tlenu o potencjalnym znaczeniu w technologii ogniw

paliwowych wykazujących się wysoką tolerancja na obecność paliw organicznych i

produktów pośrednich ich elektroutlenienia. W szczególności badania prowadzone będą

na układach zawierających metaliczne centra katalityczne znajdujące się strukturze azot-

węgiel podobnej do makrocyklicznych kompleksów metali przejściowych poddanych

obróbce termicznej, jak również zawierających ultra śladowe ilości katalizatorów na bazie

platyny..

.


Dr hab. Krzysztof Miecznikowski, Pracownia Elektroanalizy Chemicznej

e-mail: [email protected], pok. 272, 274 tel. wew. 26 340




Poszukiwanie alternatywnych paliw dla ogniw paliwowych

Niniejszy projekt będzie dotyczył poszukiwania i badania nowych alternatywnych

dla wodoru paliw organicznych dla niskotemperaturowych ogniw paliwowych z

uwzględnieniem elektrokatalitycznego utleniania glikolu etylenowego, etanolu, eteru

dimetylowego i innych paliw w środowisku kwaśnym jak i zasadowym. W szczególności

badania prowadzone będą na katalizatorach platynowych i jego stopach z metalami

przejściowymi osadzonych na nośniku węglowym i modyfikowanych wybranymi

tlenkami metali.

.







Właściwości fotoelektrokatalityczne wybranych heteropolikwasów

i tlenków metali przejściowych wobec redukcji dwutlenku węgla

lub rozkładu wody.

Zaproponowany projekt będzie dotyczył badań podstawowych mających na celu

zaprojektowanie, podjęcie charakterystyki fizykochemicznej oraz oceny przydatności

nowych dobrze zdefiniowanych układów fotokatalitycznych opartych na tlenkach i

mieszaninach tlenków metali przejściowych wykazujących właściwości

półprzewodników i działających przede wszystkim w zakresie światła widzialnego o

podwyższonej aktywności wobec rozkładu matryc organicznych, fotoredukcji CO2, jak

również rozkładu wody.





Documents

Zakład Dydaktyczny Chemii Nieorganicznej i Analitycznej · Grupa: Chemia Analityczna w badaniu i ochronie środowiska, email: [email protected], wew. 26 342 . Zakład Dydaktyczny