Zespół badawczy: dr hab. Tomasz Gubica, mgr Bartłomiej Pyrak
Przedmiot zainteresowań: Cukry o zróżnicowanej złożoności molekularnej, od monocukrów poprzez oligosacharydy do nanonogąbek cyklodekstrynowych.
Prowadzone badania: Synteza, określanie struktury cząsteczki i właściwości fizykochemicznych (w tym profil uwalniania) oraz testy biologiczne.
Rezultaty: Poprawa biodostępności API dzięki kompleksowaniu z pojedynczymi i usieciowanymi cyklodekstrynami.
Zespół badawczy: dr hab. Piotr Luliński, dr Monika Sobiech
Nurtem prac badawczych realizowanym w grupie jest otrzymywanie i badanie materiałów polimerowych posiadających właściwości specyficznego i selektywnego rozpoznawania określonych molekuł. Materiały te określane są mianem polimerów wdrukowanych molekularnie, a swoje właściwości zawdzięczają technice syntezy nazywanej wdrukowaniem molekularnym, w której następuje modyfikacja powierzchni polimeru przy udziale wybranego związku.
Prace badawcze obejmują projektowanie, otrzymywanie oraz analizę właściwości materiałów drukowanych molekularnie. Podczas etapu planowania syntezy oraz analizy właściwości decydujących o rozpoznaniu molekularnym w matrycy polimerowej wykorzystywane są narzędzia modelowania molekularnego. Prace ukierunkowane są na uzyskiwanie materiałów do zastosowania jako selektywne sorbenty podczas ekstrakcji do fazy stałej oraz jako fazy stacjonarne w chromatografii. Innym kierunkiem jest uzyskanie materiałów do konstruowania nośników substancji czynnych o ukierunkowanym i kontrolowanym uwalnianiu. W tym wypadku ważne jest uzyskiwanie biokompatybilnego produktu w rozmiarach mikro- i nano-, najlepiej ulegającego biodegradacji. W wyniku prac badawczych powstają również materiały kompozytowe, w których polimer wdrukowany zostaje wzbogacony o dodatkowe właściwości, takie jak magnetyzm lub zdolność do fluorescencji, co rozszerza możliwości ich zastosowania w farmacji i medycynie.
Zespół badawczy: dr Katerina Makarova, dr Katarzyna Zawada
Zespół badawczy zajmuje się badaniami procesów związanych z rodnikami w modelach in vivo i in vitro, w tym stresu oksydacyjnego, a także aktywności antyoksydacyjnej związków chemicznych i ekstraktów roślinnych.
Główna metoda badawcza to spektroskopia EPR, również z zastosowaniem pułapek oraz sond spinowych. W ramach prowadzonych prac stworzono modele in vivo do badań za pomocą spektroskopii EPR w paśmie X i zarodków Danio rerio rodnika melaninowego oraz płynności błony, o potencjalnym zastosowaniu w badaniach związanych z czerniakiem i badaniach związków chemicznych oraz ekstraktów roślinnych modyfikujących płynność błony, w tym w warunkach stresu oksydacyjnego. Dodatkowo, w Zespole prowadzone są obliczenia metodą DFT dotyczące możliwych ścieżek reakcji oraz parametrów adduktów spinowych i wykorzystywane są zaawansowane metody analizy danych (chemometria).
Zespół badawczy: dr hab. Kinga Ostrowska, dr Jerzy Żabiński
W laboratorium Chemii Organicznej zajmujemy się od kilku lat badaniami nad pochodnymi kumaryn. Związki z tej rodziny wykazują szerokie spektrum właściwości farmakologicznych. Wśród nich występuje wiele substancji o charakterze leku lub potencjalnego leku, co jest brane pod uwagę w trakcie licznych badań pod kątem ich możliwych zastosowań. W chwili obecnej na rynku jest dostępna pokaźna grupa preparatów zawierających układ kumaryny (przeciwzakrzepowe – zawierające fenprokumon, warfarynę czy acenokumarol, nasercowe - klorikromen, karbokromen, przeciwżylakowe – eskulina, rozkurczające – hymekromon, fotouczulające – ksantotoksyna, przeciwbakteryjne – nowobiocyna, klorobiocyna, przeciwnowotworowe – ostol). Na przestrzeni lat nasze laboratorium zajmuje się projektowaniem, syntezą, oczyszczaniem nowych pochodnych kumaryn. Syntetyzujemy nowe pochodne metodami klasycznymi i mikrofalowymi, oczyszczamy metodami chromatografii kolumnowej, potwierdzamy struktury za pomocą badań spektralnych (1H i 13C NMR, HRMS) i krystalograficznych. Następnie, w ramach szerokiej współpracy, otrzymane przez nas związki są badane w zakresie działania przeciwnowotworowego, mikrobiologicznego czy też działania na ośrodkowy układ nerwowy.
Zespół badawczy: dr hab. Wojciech Ozimiński
Tematyka badawcza dotyczy obliczeń struktury, parametrów termodynamicznych, rozkładu gęstości elektronowej oraz mechanizmów reakcji chemicznych wybranych związków o aktywności biologicznej, najczęściej cząsteczek leków. Szczególny nacisk położony jest na badanie różnic pomiędzy różnymi formami tautomerycznymi i tego jak może to wpływać na aktywność biologiczną leku oraz na modelowanie stanów przejściowych. Drugi obszar badań to związki mezojonowe, czyli struktury których nie można opisać wzorem strukturalnym, w którym nie występuje rozdzielenie ładunków. W badaniach analizowane są między innymi aromatyczność i efekty podstawnikowe poprzez zastosowanie opracowanych przez W. Ozimińskiego i J.Cz. Dobrowolskiego skala efektu podstawnikowego sEDA/pEDA. Obliczenia kwantowo-chemiczne wykonywane są głównie przy pomocy oprogramowania Gaussian 16 przy zastosowaniu metodologii DFT zarówno dla fazy gazowej jak i dla środowiska wodnego. Obecnie tematyka badawcza jest rozszerzana na dokowanie ligandów do receptorów i enzymów oraz dynamikę molekularną.
Zespół badawczy: dr hab. Katarzyna Paradowska, dr Paweł Siudem, dr Agnieszka Zielińska, mgr Natalia Dobros
W ramach prowadzonych prac badawczych zajmujemy się wykorzystaniem metod fizykochemicznych jako narzędzi do badania substancji pochodzenia roślinnego i syntetycznych. Stosowanie surowców roślinnych stwarza potrzebę zastosowania zaawansowanych technik analitycznych oraz metod do kontroli i oceny ich jakości. Obiektem badań są leki, suplementy diety, zioła, przyprawy, produkty spożywcze i kosmetyczne. Wykorzystujemy metody z ang. fingerprint jako kompleksowy, charakterystyczny profil chemiczny produktu roślinnego, który stosujemy w celu identyfikacji substancji, oceny jakości produktu, a także w badaniu autentyczności, pochodzenia geograficznego produktu ziołowego. Stosujemy techniki spektroskopowe i/lub chromatograficzne. Do analizy otrzymanych danych wykorzystujemy metody chemometryczne. Zestawienie metod „fingerprint” (chemiczny odcisk palca) w połączeniu z narzędziami chemometrycznymi jest skutecznym i wygodnym narzędziem kontroli jakości surowca roślinnego. Ponadto zajmujemy się analizą właściwości fizykochemicznych oraz podejmujemy szereg działań, mających na celu zwiększenie biodostępności substancji roślinnych mogących stanowić alternatywę dla licznych substancji chemicznych (np. kokryształy).
Zespół badawczy: dr hab. Łukasz Szeleszczuk, dr hab. Dariusz Maciej Pisklak, mgr Anna Helena Mazurek
W ramach prowadzonych prac badawczych zajmujemy się wykorzystaniem metod modelowania molekularnego do opisu substancji o aktywności farmakologicznej. Wykorzystujemy wiele metod modelowania molekularnego, poczynając od mechaniki molekularnej (dokowanie molekularne, symulacje dynamiki molekularnej) poprzez metody chemii kwantowej do badania układów w roztworze i w fazie stałej. W szczególności wykonujemy:
- obliczenia DFT dla układów periodycznych, z wykorzystaniem struktur krystalicznych (CASTEP)
- obliczenia DFT dla związków małocząsteczkowych (Gaussian16) oraz kompleksów, np. kompleksów związków małocząsteczkowych z cyklodekstrynami
- obliczenia mechaniki molekularnej dla polimerów, koniugatów, układów lek-polimer
- symulacje dynamiki molekularnej celem określenia wiązalności leków i mechanizmów reakcji enzymatycznych (metody MMGBSA, FEP, SMD, obliczenia z zastosowaniem polaryzowalnych pól siłowych)
- obliczanie własności spektralnych (NMR, IR, EPR) i termodynamicznych dla izolowanych cząsteczek i układów periodycznych, np. kryształów molekularnych (obliczenia fononowe) i nieorganicznych
- prowadzimy pogłębioną analizę wyników uzyskanych za pomocą PXRD, od określania parametrów komórki elementarnej do obliczania udziału procentowego poszczególnych faz w próbkach mieszanin oraz stopnia krystaliczności próbki (QPA).
Zespół badawczy: dr hab. Teresa Żołek, dr Paweł Kaźmierczak, dr Jerzy Żabiński
Zakres tematyczny prowadzonych prac badawczych wpisuje się w nurt współczesnych badań substancji czynnych i materiałów polimerowych metodami hybrydowymi łączącymi w sobie elementy badań teoretycznych i eksperymentalnych. Dodatkowo rozważamy ważny aspekt związany z modelowymi efektami farmakokinetycznymi (modele parametrów ADMET - Adsorpcja-Dystrybucja-Metabolizm-Eliminacja-Toksyczność), czyli w tej dziedzinie nauk farmaceutycznych, w której badania eksperymentalne są trudne do uzyskania dla grupy związków, które są potencjalnymi lekami. Zajmujemy się rozwijaniem i stosowaniem metod obliczeniowych do wspomagania procesu projektowania głównie związków opracowywanych w Zakładzie Chemii Organicznej i Fizycznej o pożądanej aktywności biologicznej oraz optymalizacji ich struktur pod względem biodostępności. Otrzymane wyniki energii swobodnej oddziaływania, oszacowane przez pomiary eksperymentalne, pozwalają na tworzenie modeli QSAR. Natomiast przewidywanie parametrów ADMET pozwala racjonalizować kierunki syntez i wybór związków do badań biologicznych in vitro i in vivo. Ponadto prowadzimy prace teoretyczne prowadzące do uzyskania chemosensorów umożliwiających śledzenie stężenia leków w terapii chorób neurologicznych jak schizofrenia i ostra mania dwubiegunowa. Prowadzone prace obejmują również syntezę organiczną nowych związków, dla których prowadzone są badania obliczeniowe łącznie z określeniem ich struktury (w tym struktury w ciele stałym). Nowo zsyntetyzowane związki są też analizowane pod kątem ich aktywności biologicznej w ramach szeroko prowadzonej współpracy naukowej z innymi jednostkami w Polsce oraz zagranicą.
