Sinteza amfifilnih miktokrakih zvezd in vpliv njihove arhitekture na lastnosti polimersomovČešarek, Urška (Avtor) Pahovnik, David (Mentor) -Polimersomi, sferične strukture z dvoslojno membrano iz amfifilnih blok kopolimerov, vse pogosteje uporabljamo kot alternativo lipidnim liposomom, ker so stabilnejši, njihove lastnosti pa lahko prilagajamo s kemijsko sestavo blok kopolimerov. Posebej zanimivi so za vgradnjo integralnih membranskih proteinov, saj to omogoča razvoj sistemov s specifično prepustno membrano, kar je bistveno za posnemanje celičnih funkcij. Ključni izziv predstavlja priprava membran z ustrezno debelino, fluidnostjo in fleksibilnostjo. Pri raziskovalnem delu sem se osredotočila na sintezo amfifilnih miktokrakih zvezd vrste AB$_2$, kot strukturnih analogov lipidov. Cilj je bil razviti učinkovit sintezni postopek za njihovo pripravo ter preučiti vpliv kemijske sestave in arhitekture amfifilnih blok kopolimerov na tvorbo polimersomov in njihove lastnosti, predvsem na debelino tvorjene membrane. Za sintezo AB$_2$ miktokrakih zvezd sem uporabila večfunkcionalno jedro na osnovi serinola, ki mi je omogočilo pripravo dveh hidrofobnih krakov (poli(trimetilen karbonata) – PTMC ali poli(propilen oksida) – PPO) in nato še enega hidrofilnega kraka (polisarkozina – PSar) z zaporedno polimerizacijo z odpiranjem obroča (ROP) ustreznih heterocikličnih monomerov (trimetilen karbonat ali propilen oksid in sarkozin N-karboksianhidrid). Ključno pri sintezi je bilo zagotoviti selektivno iniciacijo ROP in kompatibilnost ROP z uporabljenimi reakcijskimi pogoji. S pomočjo zaščitnih skupin in ustrezno izbranega katalitskega sistema sem uspešno izvedla nadzorovano sintezo hidrofobnih krakov (B) v prvi stopnji, nato pa tako sintetiziran makroiniciator uporabila za polimerizacijo sarkozin N-karboksianhidrida za sintezo PSar hidrofilnega kraka (A) AB$_2$ miktokrakih zvezd. Pokazala sem, da je uporaba karbamatnih skupin oziroma klasičnih aminskih zaščitnih skupin (npr. Boc in Cbz) možna tudi pri sintezi PPO, če izberemo ustrezni katalitski sistem, to je kombinacijo fosfazenske baze in Lewisove kisline, kar bistveno olajša pripravo α-amino funkcionaliziranih PPO. Pripravila sem seriji amfifilnih miktokrakih zvezd PSar-b-(PTMC)$_2$ in PSar-b-(PPO)$_2$ z različnimi utežnimi deleži hidrofilnega bloka (f$_{HF}$) ter njihove linearne analoge AB in ABA. Rezultati samourejanja amfifilnih blok kopolimerov so pokazali, da miktokrake zvezde AB$_2$, v primerjavi z linearnimi analogi, tvorijo polimersome v širšem območju f$_{HF}$ in oblikujejo tanjše membrane z bolj iztegnjenimi hidrofobnimi verigami, kar omogoča večjo prilagodljivost pri načrtovanju debeline membrane. Razviti sintezni postopek omogoča pripravo dobro definiranih miktokrakih zvezd na osnovi PTMC oziroma PPO in PSar ter pomembno prispeva k razvoju novih polimernih membran, ki bi lahko bile primerne za vgradnjo membranskih proteinov ter naprednih biomimetičnih sistemov, uporabnih na številnih področjih – od biomedicine do okolja in prehrane. 20252025-11-04 15:55:02Doktorsko delo/naloga175567sl