Skupina EPR spektroskopie

Kontaktné osoby: prof. Marian Valko, DrSc., prof. Peter Rapta, DrSc.

Tel.: +421 2 59325 750, +421 2 59325 537

,

Laboratórium EPR spektroskopie sa zameriava na výskum štruktúry a reaktivity paramagnetických zlúčenín v chemických, biologických a fotochemických systémoch s dôrazom na oblasť radikálovej chémie, pričom pracovisko je etablované ako centrum EPR spektroskopie v SR. Náplňou práce je napríklad výskum štruktúry a reaktivity modelových koordinačných zlúčenín pre vybrané enzýmy v rôznych stupňoch nabitia, ako aj na výskum zložitých zmesí antioxidantov bez a v prítomnosti koordinačných zlúčenín v roztoku. Dôraz sa kladie na aplikáciu spektroelektrochemických techník, hlavne in situ EPR a UV/Vis/NIR spektroelektrochémie. Experimentálne výsledky sa korelujú s kvantovochemickými výpočtami, zahŕňajúc interpretáciu zložitých EPR spektier. V oblasti fotoindukovaných reakcií sa výskumy orientujú na štúdium primárnych radikálových produktov fotoexcitácie organických zlúčenín a ich komplexov v heterogénnych suspenziách (napr. s oxidom titaničitým) a v homogénnych systémoch EPR technikou spinových lapačov. Pozornosť je venovaná aj interakcii redoxne aktívnych kovov s liečivami a prírodnými antioxidantami. Štúdium aktívnych miest redoxne aktívnych kovov u proteínov je realizované multifrekvenčnou EPR spektroskopiou (S-pásmo, L-pásmo a Q-pásmo).

Projekty

Kolektív

prof. Marian Valko, DrSc.
prof. Peter Rapta, DrSc.
prof. Vlasta Brezová, DrSc.
prof. RNDr. Milan Mazúr, DrSc.
doc. Ing. Dana Dvoranová, PhD.
Ing. Zuzana Barbieriková, PhD.
Ing. Michal Hricovíni
Ing. Peter Machata
Ing. Patrik Poprac

Vybrané publikácie

  1. Rapta, P., Popov, A. A., Yang, S., Dunsch L.: The Charged States of Sc3N@C68: An in situ Spetroelectrochemical Study of the Radical Cation and Radical Anion of a Non-IPR Fullerene. J. Phys. Chem. A 112 (2008) 5858-5865.
  2. Zalibera, M., Popov, A. A., Kalbáč, M., Rapta, P., Dunsch L.: The Extended View of The Empty C2(3)-C82 Fullerene: Isolation, Spectroscopic, Electrochemical and Spectroelectrochemical Characterization and DFT Calculations. Chem. Eur. J. 14 (2008) 9960-9967.
  3. Brezová, V., Šlebodová, A., Staško, A.: Coffee as a source of antioxidants: An EPR study. Food Chem. 114 (2009) 859-868.
  4. Brezová, V., Vrecková, Z., Billik, P., Čaplovičová, M., Plesch, G.: Photoactivity of mechanochemically prepared nanoparticulate titanium dioxide investigated by EPR spectroscopy. J. Photochem. Photobiol. A 206 (2009) 177-187.
  5. Jomova, K., Kysel, O., Madden, J.C., Morris, H., Enoch, S.J., Budzak, S., Young, A.J., Cronin M.T.D., Mazur, M., Valko, M.: Electron transfer from all-trans β-carotene to the t-butyl peroxyl radical at low oxygen pressure (an EPR spectroscopy and computational study). Chem. Phys. Lett. 478 (2009) 266-270.
  6. Matis, M., Rapta, P., Lukeš, V., Hartmann, H., Dunsch L.: Highly charged cations from N,N,N’,N’-tetrakis(4-aminophenyl)benzidine and its N,N,N’,N’-tetra-(4-methoxyphenyl-substituted homologue studied by thin-layer in situ ESR-UV/Vis/NIR spectroelectro¬chemistry. J. Phys. Chem B 114 (2010) 4451-4460.
  7. Chen, N., Klod, S., Rapta, P., Popov, A. A., Dunsch L.: A direct arc synthesis of C60H2(C3H5N) - a Pyrrolo C60 Fullerene Hydride with Unusual Redox Properties. Chem. Mater. 22 (2010) 2608-2615.
  8. Arion, V. B., Rapta, P., Telser, J., Shova, S. S., Breza, M., Luspai, K., Kozisek, J.: Syntheses, Electronic Structures, and EPR/UV-Vis-NIR Spectroelectrochemistry of Nickel(II), Copper(II), and Zinc(II) Complexes with a Tetradentate Ligand Based on S-Methylisothiosemicarbazide. Inorg. Chem. 50 (2011) 2918-2931.
  9. Barbieriková, Z., Bella, M., Lietava, J., Dvoranová, D., Staško, A., Füzik, T., Milata, V., Jantová, S., Brezová, V.: Spectroscopic characterization and photoinduced processes of 4-oxoquinoline derivatives. J. Photochem. Photobiol. A 224 (2011) 123-134.
  10. Jomova, K., Valko, M.: Free radicals, signal transduction, and human disease. in Oxidative Stress in Vertebrates and Invertebrates: Molecular Aspects of Cell Signaling, Editors: T. Farooqui, A. A. Farooqui, Wiley-Blackwell, New York, 2011, pp. 17-32.
  11. Jomova, K., Valko, M.: Thermodynamics of free radical reactions and the redox environment of a cell. in Oxidative Stress: Diagnostics and Therapy, Editors: S. Andreescu, M. Hepel, American Chemical Society, Washington DC, 2012, pp. 71-82.
  12. Barbieriková, Z., Mihalíková, M., Brezová, V.: Photoinduced oxidation of sterically hindered amines in acetonitrile solutions and titania suspensions (An EPR Study). Photochem. Photobiol. 88 (2012) 1442-1454.
  13. Staško, A., Lušpai, K., Barbieriková, Z., Rimarčík, J., Vagánek, A., Lukeš, V., Bella, M., Milata V., Zalibera, M., Rapta, P., Brezová V.: Stable Radical Trianions from Reversibly Formed Sigma-Dimers of Selenadiazoloquinolones Studied by In Situ EPR/UV−vis Spectroelectrochemistry and Quantum Chemical Calculations. J. Phys. Chem. A 116 (2012) 9919-9927.
  14. Arion, V. B., Dobrov, A., Gosch, S., Jakupec, M. A., Keppler, B. K., Rapta, P.: Ruthenium- and osmium-arene-based paullones bearing a TEMPO free-radical unit as potential anticancer drugs.Chem. Commun. 48 (2012) 8559-8561.
  15. Arion, V.B., Platzer, S., Rapta, P., Machata, P., Breza, M., Vegh, D., Dunsch, L., Telser, J., Shova, S., Mac Leod, T.C.O., Pombeiro, A.J.L.: Marked stabilization of redox states and enhanced catalytic activity in galactose oxidase models based on transition metal S- methylisothiosemicarbazonates with -SR group in ortho position to the phenolic oxygen. Inorg. Chem. 52 (2013) 7524-7540.

Technické vybavenie

X-pásmový EPR spektrometer (Bruker EMX, Nemecko)
X-pásmový EPR spektrometer (Bruker EMX, Nemecko)
Usporiadanie pre in situ EPR/UV-vis/NIR spektroelektrochemické merania v spojení s Bruker EMX EPR spektrometrom
Usporiadanie pre in situ EPR/UV-vis/NIR spektroelektrochemické merania v spojení s Bruker EMX EPR spektrometrom
 

Spolupráca

EPR skupina spolupracuje nielen s pracovníkmi rôznych ústavov na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie STU a SAV, ale v priebehu rokov sa veľmi intenzívne zapojila do kooperácie s mnohými pracoviskami v zahraničí, predovšetkým v Nemecku (IFW Drážďany, TH Darmstadt, TU Mníchov) a v Rakúsku (Univerzita Viedeň, TU Graz). Jedná sa hlavne o spektroelektrochemickú skupinu na IFW Drážďany, skupinu špičkových anorganických chemikov okolo Prof. V. Ariona na Univerzite Viedeň, vedecké tímy EPR expertov z Grazu (prof. G. Gescheidt, TU Graz, Rakúsko), Dr. M. Cronin a prof. H. Morris z Fakulty farmácie a chémie, Univ. J. Moores v Liverpoole, Dr. F. Kvasnika z UMIST v Manchesteri a prof. J. Telsera z North West University z Chicaga. Spolupráca vyúsťuje do opakovaných študijných pobytov na partnerských pracoviskách, s čím je často spojený aj prísun drahých unikátnych chemikálií a laboratórnych pomôcok na naše pracovisko a množstvo spoločných kvalitných vedeckých výstupov.