Oxid uhelnatý všichni znají jako jedovatou látku, kterou se můžete otrávit. Váže se totiž na červené krevní barvivo hemoglobin, a brání tak v přenosu kyslíku do tkání. V těle však nemusí mít jen negativní roli, v malém množství může mít také regulační či terapeutické protizánětlivé účinky. Jak ale dostat molekulu tohoto plynu na správné místo v těle? Jednou z možností je využití fotoaktivovatelných látek, jejichž výzkumem a aplikacemi se zabývá Tomáš Slanina z Přírodovědecké fakulty MU.
Za svou dizertační práci, v níž mimo jiné popisuje látky, které umí působením světla uvolňovat oxid uhelnatý, letos získal Cenu rektora Masarykovy univerzity.
Fotoaktivovatelné sloučeniny navrhují chemici na základě různých chromoforů, tedy látek schopných absorbovat světlo. Jde o nové látky, jejichž potenciální vlastnosti nejdříve předvídají na základě teoretických výpočtů a potom se je snaží syntetizovat. Nakonec zkoumají jejich fyzikální a chemické vlastnosti a především schopnost aktivovat se za využití světla.
„Ideální je fotochemická aktivace pomocí viditelného a blízkého infračerveného světla. Absorbovaná energie způsobí, že se buď látky přemění na nějaký další produkt, nebo u nich vyvoláme řízenou chemickou reakci, která vede například k uvolnění jiné látky,“ popsal základní principy svého výzkumu Slanina, který působí v Centru pro výzkum toxických látek v prostředí (Recetox) a na Ústavu chemie Přírodovědecké fakulty MU.
Aby takové látky mohly být aktivovány viditelným světlem, musejí být barevné. „UV záření, které absorbuje většina organických molekul, má příliš vysokou energii a není vhodné pro použití v biologických podmínkách. Naopak látky schopné fotochemicky reagovat po absorpci nízkoenergetického infračerveného záření jsou v chemii vzácné,“ podotkl Slanina.
Právě látky absorbující infračervené záření a uvolňující oxid uhelnatý se Slaninovi a jeho kolegům z výzkumné skupiny profesora Petra Klána z Přírodovědecké fakulty MU podařilo vytvořit. Díky tomu pak mohli s kolegy z 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze sledovat, jakou roli má tento plyn v konkrétních místech v těle.
„Molekuly uvolňující oxid uhelnatý, tzv. CORM, byly vyvinuty již dříve, ale většinou jde o látky na bázi těžkých kovů, tedy toxické. Naše molekula, organické barvivo, však pro organismy není nijak nebezpečná, což jsme ověřili na buňkách i myších,“ uvedl chemik.
Leptání povrchů s využitím světla a další projekty
Disertační práce Tomáše Slaniny obsahuje také další výzkumné projekty, kterým se během svého studia věnoval. Samotné studium bylo netradiční tím, že probíhalo pod dvojím vedením na dvou univerzitách, na Masarykově univerzitě a na univerzitě v německém Regensburgu.
„V Brně jsem se věnoval především výzkumu fotoaktivovatelných derivátů schopných uvolnit malé molekuly, například léčiva, a v Regensburgu vývoji katalytických reakcí poháněných viditelným světlem,“ doplnil Slanina.
Jeho dizertace obsahuje například projekt, který se zabýval leptáním povrchů s využitím světla nebo několik kapitol popisující nové fotokatalytické metody, kterými mohou být za pomoci viditelného světla a základních chemikálií syntetizovány produkty jinak obtížně dostupné..
Tomáš Slanina se zabývá také takzvanými fotosenzitizátory odvozenými od běžných fluorescenčních barviv, která se běžně využívají například pro značení buněk či barvení tkání.
Celkem ve své disertační práci popsal osm projektů, které byly samostatně publikovány. Ve vědecké práci chce dál pokračovat. „Čeká mě měsíční stáž ve Francii, kterou jsem vyhrál zároveň s Cenou Jean-Marie Lehna a v budoucnu bych rád strávil rok na stáži ve Frankfurtu a věnoval se tam více biologickým aplikacím fotoaktivovatelných látek. Chtěl bych propojit svůj výzkum se studiem DNA,“ dodal chemik.
