Naslov
Kemijski optički senzori temeljeni na derivatima benzimidazola
(Chemical optical sensors based on benzimidazole derivatives)

Autori
Horak, Ema

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
02.06

Godina
2017

Stranica
246

Mentor
Steinberg, Ivana

Ključne riječi
senzor ; pH ; benzimidazol ; emisija uzrokovana agregacijom, D-π-A sustav
(sensor, benzimidazole, aggregation induced emission, D-π-A system)

Sažetak
Temelj svakog kemijskog senzorskog sustava je receptor, odnosno kemosenzorska molekula sposobna prepoznati potencijalni analit. Optički kemijski senzori kao receptore često primjenjuju konjugirane D-π-A heterocikličke molekulske sustave, koje osim funkcije prepoznavanja analita, osiguravaju i dobra optička svojstva poput snažne apsorpcije pri visokim valnim duljinama i izražene fluorescencije. Na taj način omogućuju jednostavnu i brzu metodu detekcije iona, često uočljivu i golim okom. Jedna od osnovnih gradivnih jedinica mnogih heterocikličkih senzorskih sustava je benzimidazol. Derivati benzimidazola, osim izražene biološke aktivnosti, pronalaze primjenu u tehnologiji lasera, optoelektronici, kao fluorescentne probe i kemosenzori. Benzimidazolna jezgra ugrađena u push-pull molekulski sustav (D-π-A sustav) može biti elektron-donorska jedinica ili dio konjugiranog mosta te znatno utjecati na fotofizička i senzorska svojstva molekule. U ovom radu su istraženi novi heterociklički sustavi za primjenu u senzorima temeljeni na tri klase kromofora: akrilonitrilna benzimidazolna bojila, benzimidazo[1, 2-a] kinolinski derivati i Schiffove baze funkcionalizirane benzimidazolnom jezgrom. Karakterizacijom njihovih fotofizičkih, kiselo- baznih i kompleksirajućih svojstava definirani su odnosi strukture i spektralnih svojstava te procijenjena njihova primjenjivost u senzorskim sustavima za pH i metale. Najbolji kandidati imobilizirani u polimerne senzorske matrice, optode, su pokazali vrlo izraženu fluorescenciju (u plavom, žutom i zelenom spektralnom području) i sposobnost reverzibilnog praćenja pH vrijednosti u otopinama u fiziološki relevantnom području (pH 5-8). Istraživanjem su otkrivena jedinstvena fotofizička svojstva nekih od ispitivanih derivata benzimidazola, poput emisije uzrokovane nanoagregacijom molekula u vodenim otopinama. Promjenom pH vrijednosti otopine moguće je reverzibilno utjecati na proces stvaranja nanoagregata u otopini i na taj način uključivati i isključivati pojavu emisije pri 600 nm. Otkrivena svojstva mogu pronaći primjenu u senzorima, bio-oslikavanju i funkcionalnim materijalima. Definirane su smjernice za nastavak istraživanja kemosenzorskih mehanizama i materijala, posebno za praćenje interakcija s metalnim ionima i DNA molekulama. Na temelju dobivenih rezultata je zaključeno da benzimidazolna jezgra predstavlja multifunkcionalnu gradivnu jedinicu u optičkim kemijskim senzorima, s dokazanim potencijalom za razvoj novih funkcionalnih (nano)materijala.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija

POVEZANOST RADA