Synteza materiałów polimerowych i polimerowo-magnetycznych … · funkcyjne X. Mogą to być:...

34
AUTOREFERAT (wersja polskojęzyczna) do wniosku o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego Dr Agnieszka Z. Wilczewska Na osiągnięcie naukowe zgłoszone do postępowania habilitacyjnego składa się na cykl 9 publikacji naukowych wydanych po uzyskaniu stopnia doktora Temat cyklu prac: Synteza materiałów polimerowych i polimerowo-magnetycznych metodą polimeryzacji z udziałem ditiowęglanów oraz materiałów magnetycznych i ich zastosowanie Białystok 2016

Transcript of Synteza materiałów polimerowych i polimerowo-magnetycznych … · funkcyjne X. Mogą to być:...

AUTOREFERAT (wersja polskojęzyczna)

do wniosku o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego

Dr Agnieszka Z. Wilczewska

Na osiągnięcie naukowe zgłoszone do postępowania habilitacyjnego składa się na cykl 9

publikacji naukowych wydanych po uzyskaniu stopnia doktora

Temat cyklu prac:

Synteza materiałów polimerowych i polimerowo-magnetycznych

metodą polimeryzacji z udziałem ditiowęglanów oraz materiałów

magnetycznych i ich zastosowanie

Białystok 2016

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 1

1. Imię i nazwisko: Agnieszka Z. Wilczewska

Adres służbowy: Zakład Chemii Produktów Naturalnych

Instytut Chemii, Wydział Biologiczno-Chemiczny

Uniwersytet w Białymstoku

ul. Ciołkowskiego 1k

15-245 Białystok

tel. 85 738 80 37

e-mail: [email protected]

2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe - z podaniem nazwy, miejsca i roku uzyskania

oraz tytułu rozprawy doktorskiej

magister chemii, Uniwersytet Warszawski Filia w Białymstoku, 1994;

rozprawa magisterska pt. „Synteza finasterydu inhibitora 5α-reduktazy oraz

optymalizacja procesu Δ1 dehydrogenacji”, pod kierunkiem prof. dr hab. Jacka

W. Morzyckiego

doktor nauk chemicznych, Uniwersytet Warszawski, 1998;

rozprawa doktorska pt. „Reakcje steroidowych enamidów z odczynnikami

elektrofilowymi” pod kierunkiem prof. dr hab. Jacka W. Morzyckiego.

3. Informacje o przebiegu pracy naukowej

1994-1999

Uniwersytet w Białymstoku; Wydział Biologiczno-Chemiczny

(wówczas Uniwersytet Warszawski, Filia w Białymstoku,

Wydział Matematyczno-Przyrodniczy), Zakład Chemii

Produktów Naturalnych, asystent naukowo-dydaktyczny

1999-2000 Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Chimie

des Substances Naturelles, Gif-sur-Yvette, Francja, asystent

naukowy, (ang. postdoctoral research assistant), stypendium

EGIDE

2000-2001 Rhodia Recherches et Technologies, Centre de Recherches et

Technologies d’Aubervilliers, Francja, Marie Curie Fellowship

2001 - do chwili

obecnej

Uniwersytet w Białymstoku, Zakład Chemii Produktów

Naturalnych, Wydział Biologiczno-Chemiczny, asystent

naukowo-dydaktyczny (2001-2002), adiunkt (2002-2013),

starszy specjalista (2013-…).

Laboratorium Preparatyki i Badań Związków

Wielkocząsteczkowych, Instytut Chemii Uniwersytetu

w Białymstoku – Koordynator Laboratorium

Pracownia Nowoczesnych Technologii Syntezy i Analiz

Polimerów W Centrum Syntezy i Analizy BioNanoTechno

Uniwersytetu w Białymstoku, opiekun naukowy Pracowni

08.2015-12.2015 Fluenta Solutions Ltd. - Senior Scientist and Lab Manager

2 | S t r o n a

4. Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r.

o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach w zakresie sztuki

(Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.):

A) Tytuł osiągnięcia naukowego:. Synteza polimerowych i nanocząstek polimerowo-

magnetycznych metodą polimeryzacji z udziałem

ditiowęglanów oraz materiałów magnetycznych

i ich zastosowanie

B) Publikacje wchodzące w skład osiągnięcia naukowego:

Publikacje wchodzące w skład osiągnięcia

naukowego

IF

1996-20.. IF5lat

Liczba

pkt.

MNiSW

Liczba

cytowań*

H1 M. Destarac, C. Brochon, J-M. Catala, A.

Wilczewska, S. Z. Zard

“Macromolecular Design via the Interchange of

Xanthates (MADIX). Polymerization of Styrene

with O-Ethyl Xanthates as Controlling Agents”

Macromol. Chem. Phys. 203 (2002) 2281-2289

1,359

IF2002

2,339 35 89

H2 D. Taton, A. Z. Wilczewska, M. Destarac

“Direct synthesis of double hydrophilic statistical

di- and triblock copolymers comprised of

acrylamide and acrylic acid units via the MADIX

process”

Macromol. Rapid Commun., 22 (2001) 1497-1503

2,372

IF2001

4,631 40 129

H3 B. Quiclet-Sire, A. Wilczewska, S.Z. Zard

“A practical process for polymer-supported

synthesis”

Tetrahedron Lett., 41 (2000) 5673-5678

2,558

IF2000

2,212 30 7

H4 M. Destarac, C. Kalai, A. Wilczewska, L. Petit, E.

Van Gramberen, S.Z. Zard

“Various strategies for the chemical transformation

of xanthate-functional chain termini in MADIX

copolymers”

ACS Symposium Series 944 (2006) 564-577

0,660

IF2006

0 0 0

H5 A.Z. Wilczewska*, K.H. Markiewicz

“Surface-Initiated RAFT/MADIX Polymerization

on Xanthate-Coated Iron Oxide Nanoparticles”

Macromol. Chem. Phys., 215 (2014) 190-197

2,616

IF2014

2,339 35 6

H6 I. Misztalewska, A.Z. Wilczewska*, O. Wojtasik,

K.H. Markiewicz, P. Kuchlewski, A.M. Majcher

“New acetylacetone-polymer modified

nanoparticles as magnetically separable complexing

agents”

RSC Advances, 5 (2015) 100281-100289

3,289

IF2015

3,485 35 0

H7 A.Z. Wilczewska*, I. Misztalewska

“Direct synthesis of imidazolinium salt on magnetic

nanoparticles and its palladium complex application

in the Heck reaction”

Organometallics, 33 (2014) 5203–5208

4,126

IF2014

3,892 40 9

H8 B. Rudolf, M. Salmain, A.Z. Wilczewska, A.

Kubicka, I. Misztalewska, N. Fisher-Durand,

“Fabrication of multifunctional magnetic

nanoparticles bearing metallocarbonylprobes and

antibodies”,

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and

Engineering Aspects, 457 (2014) 142-151

2,752

IF2014

2,834 25 1

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 3

H9 A.Z. Wilczewska*, K. Niemirowicz, K.H.

Markiewicz, H. Car*

“Nanoparticles as drug delivery systems (review)”

Pharmacological Reports, 64 (2012) 1020-1037

1,965

IF2012

2,337 25 109

Razem 21,697 24,069 265 350

*liczba cytowań na dzień 20.10.2016

Lista skrótów:

AA - kwas akrylowy (Acrylic Acid)

AIBN - 2,2'-azoizobutyronitryl (2,2'-Dimethyl-2,2'-azodipropiononitrile)

Am - akrylamid (Acrylamide)

AMRP - polimeryzacja rodnikowa z udziałem rodników aminoksylowych (Aminoxyl Mediated

Radical Polymerization)

APTMS - (3-aminopropylo)trimetoksysilan ((3-AminoPropyl)TriMethoxySilane)

ATRP - polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu (Atom Transfer Radical Polymerization)

b - kopolimer blokowy (block copolymer)

CTA - czynnik przeniesienia łańcucha (Chain Transfer Agent)

CTAB - bromek cetylotrimetyloamoniowy (CetylTrimethylAmmonium Bromide)

DCM - dichlorometan (DiChloroMethane)

DDS - system kontrolowanego dostarczania leków (Drug Delivery System)

ÐM - współczynnik dyspersyjności (Molar-mass Dispersity)

DPn - stopień polimeryzacji (Degree of Polymerization)

DSC - skaningowa kalorymetria różnicowa (Differential Scanning Calorimetry)

DTRP - polimeryzacja poprzez degeneratywny transfer rodnika (Degenerate Transfer Radical

Polymerization)

DTW - ditiowęglan (DiThioCarbonate - DTC)

ELISA - test immunoenzymatyczny (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)

EPR - efekt zwiększonej przepuszczalności naczyń (Enhanced Permeability and Retention Effect)

FDA - Agencja Żywności i Leków (Food and Drug Administration - FDA)

FT-IR - spektroskopia w podczerwieni (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

g - kopolimer gradientowy (random copolymer – r)

GPC - chromaytografia żelowa (Gel Permeatin Chromatography)

ITP. - polimeryzacja z udziałem jodków alkilowych (Iodine Transfer Polymerization)

ktr - stałe szybkości przeniesienia łańcucha (transfer constant - Ctr)

M - monomer (Monomer)

MADIX - polimeryzacja rodnikowa z udziałem ksantogenianów/ditiowęglanów (Macromolecular

Design by Interchange of Xanthates)

MALDI-TOF - laserowa jonizacja próbki wspomagana matrycą (Matrix-Assisted Laser

Desorption/Ionization)

MHDA - kwas 16-tioheksadekanowy (16-MercaptoHexaDecanoic Acid)

MNP - nanocząstki magnetyczne (Magnetic NanoParticles)

NHC - karbeny N-heterocykliczne (N-Heterocyclic Carbene)

NMR - magnetyczny rezonans jądrowy (Nuclear Magnetic Resonsnce)

OA - kwas oleinowy (Oleic Acid)

OMRP - polimeryzacja rodnikowa z udziałem związków metaloorganicznych (Organometallic

Mediated Radical Polymerization)

PDMS - polisiloksan (PolyDiMethylSiloxane)

PRE - polimeryzacja z wykorzystaniem efektu trwałych rodników (Persistent Radical Effect)

PS - polistyren (PolyStyrene)

4 | S t r o n a

RAFT - polimeryzacja przez odwracalną addycję-fragmentację łańcucha (Reversible Addition-

Fragmentation Chain-Transfer Polymerization)

RDRP - polimeryzacja przez odwracalną dezaktywację (Reversible-Deactivation Radical

Polymerization)

SBRP - polimeryzacja rodnikowa z udziałem mediatorów antymonoorganicznych (OrganoStiBine

Mediated Radical Polymerization)

SEM - skaningowa mikroskopia elektronowa (Scanning Electron Microscopy)

EDX - spektroskopia rentgenowska z dyspersją energetyczną (Energy-Dispersive X-ray

Spectroscopy)

SRMP - polimeryzacja z udziałem trwałych rodników (Stable Radical Mediated Polymerization)

TEM - transmisyjna mikroskopia elektronowa (Transmission Electron Microscopy)

TERP - polimeryzacja rodnikowa z udziałem mediatorów telluroorganicznych (OrganoTellurium

Mediated Living Radical Polymerization)

TGA - analiza termograwimetryczna (Thermogravimetric Analysis)

THF - tetrahydrofuran (TetraHydroFuran)

TKMP - polimeryzacja rodnikowa z udziałem tioketonów (ThioKetone Mediated Polymerization)

UV - ultrafiolet (UltraViolet)

XRD - proszkowa dyfraktometria rentgenowska (X-Ray Powder Diffraction)

C) Omówienie celu naukowego w/w prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem

ich ewentualnego wykorzystania

Celem naukowym prac przedstawionych w rozprawie habilitacyjnej było:

otrzymywanie, zbadanie właściwości fizykochemicznych i zastosowanie nowych

materiałów polimerowych, hybryd polimerowo-magnetycznych oraz magnetycznych.

Tematem rozprawy są badania dotyczące metod i warunków prowadzenia

kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej przy pomocy ditiowęglanów (ksantogenianów) –

MADIX (Macromolecular Design by Interchange of Xanthates – polimeryzacja z udziałem

ksantogenianów/ditiowęglanów), w tym polimeryzacji na nanonośnikach magnetycznych

oraz zastosowanie zarówno polimerów jak i modyfikowanych nanocząstek magnetycznych.

W latach 90 ubiegłego wieku rozwinięto nowe metody polimeryzacji rodnikowej

pozwalające na przezwyciężenie ograniczeń napotykanych podczas prowadzania klasycznej

reakcji polimeryzacji rodnikowej. Nazwano je metodami polimeryzacji przez odwracalną

dezaktywacjęi (RDRP – Reversible-Deactivation Radical Polymerization)

1 – schemat 1. Do

najważniejszych metod kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej należą: metody

polimeryzacji wykorzystujące efekt stabilnych rodników (PRE), wśród których wyróżnić

należy ATRP2 (polimeryzację rodnikową z przeniesieniem atomu) oraz SRMP

3

(polimeryzację z udziałem trwałych rodników) - OMRP, TKMP oraz polimeryzację poprzez

degeneratywny transfer rodnika (DTRP)4 – RAFT/MADIX

5, ITP, OMRP (TERP, SBRP).

i Nazwa zalecana przez UPAC; wcześniej kontrolowana polimeryzacja rodnikowa (CTP- Controlled Radical Polymerization)

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 5

Schemat 1. Metody kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej oraz główna równowaga kontrolowanej

polimeryzacji rodnikowej.

Zadaniem przedstawionych powyżej metod jest przede wszystkim zmniejszenie

udziału reakcji terminacji oraz niekontrolowanego przeniesienia łańcucha (np. na

wzrastający łańcuch czy cząsteczki rozpuszczalnika) poprzez wydłużenie czasu życia

wzrastającego łańcucha. Mechanizm kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej oparty jest na

ustalającej się w procesie propagacji równowadze dynamicznej pomiędzy polimerem

zakończonym rodnikiem (forma aktywna), a polimerem „uśpionym” (forma nieaktywna),

przesuniętej w kierunku formy nieaktywnej – niezdolnej do addycji i terminacji (schemat 1).

Czyli polega on na aktywacji i dezaktywacji wzrastającego łańcucha polimerowego.

W warunkach umożliwiających osiągnięcie takiej równowagi chwilowe stężenie wolnych

rodników jest bardzo niskie, dzięki czemu możliwość spotkania dwóch rodników

prowadzących do otrzymywania produktów ubocznych (terminacji lub przeniesienia) jest

bardzo ograniczona. W zależności od metody polimeryzacji stosowane są różne grupy

funkcyjne X. Mogą to być: halogenki (ATRP), alkoksyiminy (AMRP), związki

tiokarbonylowe (RAFT), ditiowęglany (MADIX). Nazywane są one mediatorami reakcji

polimeryzacji lub czynnikami przeniesienia łańcucha (CTA – Chain Transfer Agent).

Łańcuchy „uśpione”, zakończone aktywnymi grupami X mogą być wykorzystane do

6 | S t r o n a

reaktywacji polimeryzacji, funkcjonalizacji łańcucha oraz wydłużania łańcucha

polimerowego np. poprzez tworzenie kopolimerów blokowych. Dlatego kontrolowaną

polimeryzację rodnikową nazywa się polimeryzacją „żyjącą” lub „pseudożyjącą”.

Dodatkowo, relatywnie szybki proces inicjacji (przynajmniej tak szybki jak propagacji)

pozwala na jednakowy wzrost wszystkich łańcuchów. Umożliwia to kontrolę masy

cząsteczkowej polimeru i uzyskanie wąskiego zakresu jej dystrybucji (mały współczynnik

dyspersyjności - Ð). Jeśli etap inicjacji zachodzi szybko, reakcje przeniesienia łańcucha są

nieobecne, a proces terminacji pomijalny, wówczas liczba wzrastających łańcuchów jest

stała i ściśle proporcjonalna do stężenia początkowego CTA.

Przedstawione w przewodzie habilitacyjnym badania dotyczyły kontrolowanej

polimeryzacji z użyciem ditiowęglanów (ksantogenianów) – MADIX. W chwili rozpoczęcia

przeze mnie badań, prace związane z kontrolowaną polimeryzacją MADIX były dopiero

w fazie początkowej, a metoda polimeryzacji RAFT z ditioeterami opracowana przez

CSIROii jeszcze nieopublikowana.

6 Wykonane przeze mnie badania, wchodzące w skład

przedstawionego osiągnięcia naukowego, przyczyniły się znacząco do rozwoju nowatorskiej

metody polimeryzacji rodnikowej oraz rozwinęły spektrum jej zastosowań.

Schemat 2. Mechanizm polimeryzacji rodnikowej na przykładzie polimeryzacji MADIX (RAFT).

Mechanizm polimeryzacji MADIX przedstawiono na schemacie 2. Proces

polimeryzacji jest zależny od szeregu czynników takich jak reaktywność monomeru, rodzaj

ii Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 7

rozpuszczalnika i inicjatora, jak również, od zastosowanego czynnika przeniesienia

łańcucha polimerowego (CTA).

Czynnikami przeniesienia łańcucha stosowanymi w polimeryzacji RAFT/MADIX są

ditiowęglany o ogólnej strukturze R-SC(S)OEt (Schemat 2). Zawierają one grupę

tiokarbonylotiolową, grupę odchodzącą - R oraz grupę aktywującą - Z. Grupa R powinna

być dobrą grupą opuszczającą zdolną do ponownej inicjacji procesu rodnikowego.

Natomiast zadaniem grupy Z jest aktywacja podwójnego wiązania tiokarbonylowego

(Schemat 3).

Z = OEt

R- grupa odchodząca Z- grupa aktywująca Schemat 3. Budowa czynnika przeniesienia łańcucha (CTA).

W pracach H1-6 przedstawiono syntezę 17 różnych czynników przeniesienia

łańcucha polimerowego. Budowa grupy R była zróżnicowana w zależności od przedmiotu

badań (kinetyka polimeryzacji, budowa polimerów) i zastosowania. Grupę Z, w większości

przypadków, stanowiła grupa etoksylowa, z wyjątkiem ditiowęglanów przedstawionych

w pracy H4, które posiadały różne grupy Z na końcach łańcuchów polimerowych (Tabela

1).

Przedstawione w pracy H1 badania dotyczyły polimeryzacji rodnikowej styrenu,

kontrolowanej przez osiem różnych ditiowęglanów o ogólnej strukturze R-SC(S)OEt

(Tabela 1). W szczególności zwrócono uwagę na wpływ grupy odchodzącej R na kontrolę

procesu polimeryzacji. Stwierdzono, że zdolność przenoszenia ditiowęglanu (ktr – stała

szybkości przeniesienia łańcucha) znacząco wzrasta, gdy grupa R jest rozbudowana

przestrzenie (grupa trzeciorzędowa), a powstający rodnik stabilizowany. Stałe szybkości

polimeryzacji były wyliczone metodą Mayo z równania:

(DPn)0 = [M]0/(ktr(DTW) . [DTW]0)

gdzie DPn – stopień polimeryzacji, [M]0, [DTW]0 – wyjściowe stężenia monomeru i ditiowęglanu.

Stopień konwersji wyznaczano grawimetrycznie, a liczbowo średnią masę cząsteczkową

polimerów za pomocą chromatografii żelowej (GPC).

Tabela 1. Ditiowęglany stosowane w pracach H1-6 wraz ze stałymi szybkości przeniesienia łańcucha CTA

w rodnikowej polimeryzacji styrenu prowadzonej w temperaturze 110°C (H1, DTW-1-8).

8 | S t r o n a

CTA/MADIX - ditiowęglany Ref.

H1

DTW-1

(ktr = 0,82)

DTW-2

(ktr = 0,89)

DTW-3

(ktr = 1,45)

DTW-4

(ktr = 1,65)

DTW-5

(ktr = 2)

DTW-6

(ktr = 3)

DTW-7

(ktr = 3,8)

DTW-8

(ktr = 6,8)

DTW-9 DTW-10

H2

DTW-11

DTW-12

DTW-13

H3

DTW-14

DTW-15

DTW-16

DTW-17

DTW-18 DTW-19 DTW-20

H4

DTW-21 DTW-22

DTW-23

DTW-9

DTW-24 (MNP@DTW)

H5-6

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 9

Z chwilą gdy ditiowęglan zostaje całkowicie zużyty, proces polimeryzacji staje się

kontrolowany, a DPn rośnie liniowo w funkcji przereagowania monomeru. Przed tym

etapem, ogólna liczba łańcuchów jest mniejsza niż [DTW]0, a więc DPn wyższa niż

[M]t/[DTW]0. Grupa cyjanopropylowa okazała się być najlepszą grupą odchodzącą,

prowadzącą do wzrostu masy cząsteczkowej w sposób bliski liniowemu (ktr = 6,8). Na

podstawie analiz GPC stwierdzono, że im niższa jest stała szybkości przeniesienia łańcucha

tym większe jest stężenie telomerów w końcowym etapie procesu polimeryzacji (bimodalna

dystrybucja masy cząsteczkowej obserwowana na chromatogramach GPC). „Żyjący”

charakter łańcuchów oraz czystość uzyskanych polimerów była badana metodą MALDI-

TOF. W wyniku analiz MALDI nie stwierdzono obecności łańcuchów polimerowych

zakończonych grupami inicjującymi (inicjacja termiczna), wszystkie łańcuchy od α-strony

były zakończone grupą R pochodzącą z rozpadu ditiowęglanu. Obecność wiązania

podwójnego była związana z eliminacją ditiowęglanu w procesie jonizacji podczas analizy

MALDI. Nie zaobserwowano również produktów terminacji przez transfer atomu wodoru

(dysproporcjonowanie). Dodatkowo silna adsorpcja w zakresie UV przy długości fali 290

nm oraz analizy 1H-NMR potwierdziły obecność grup ditiowęglanowych (-SC(S)-) na

końcach łańcuchów polimerowych.

Stwierdzono, że chociaż grupa R silnie wpływa na wzrost łańcucha polimerowego,

to w niewielkim stopniu ma wpływ na kinetykę procesu polimeryzacji i dyspersyjność

powstającego polimeru. Dość wysoki współczynnik dyspersji mas molowych (w zakresie

1,96 < ÐM < 2,41) może być wytłumaczony przez nie dość szybką wymianę grup

ditiowęglanowych pomiędzy aktywnym i „uśpionym” końcem łańcucha (główna

równowaga reakcji, Schemat 2).

Kontrolowana polimeryzacja rodnikowa RAFT/MADIX została wykorzystania do

otrzymywania polimerów kwasu akrylowego (AA) i akrylamidu (Am) [H2]. Reakcje

polimeryzacji były szybkie (1-2h) i wydajne, a dodatkowo prowadzono je w roztworach

wodnych (w wodzie - DTW-9 lub w wodzie z dodatkiem alkoholu izopropylowego - DTW-

10) - wzory DTW - Tabela 1. Polimery, które posiadają ditiowęglany na końcach łańcuchów

stanowią tzw. makroczynniki przeniesienia łańcucha (makro-DTW), umożliwiające

otrzymywanie kopolimerów blokowych. W zależności od zastosowanego czynnika

przeniesienia łańcucha uzyskano homopolimery oraz kopolimery dwu- lub trójskładnikowe

(typu AB lub ABA) w dwustopniowym procesie polimeryzacji (Schemat 4).

10 | S t r o n a

Schemat 4. Przykłady zastosowania DTW-9 i DTW-10 do tworzenia kopolimerów statystycznych i blokowych

w dwuetapowej sekwencyjnej polimeryzacji oraz chromatogramy GPC: P(AA-g-Am)-b-PAm

(Mn exp.= 21600; ÐM=1.56) i jego prekursora P(AA-g-Am) (Mn exp= 5200; ÐM= 1.19).

Zastosowanie ditiowęglanów pozwoliło na szybką addycję rodników polimerowych

do wiązania C=S jak również szybką fragmentację z utworzeniem rodnika na końcu

łańcucha i dalszy jego wzrost. Uzyskano w ten sposób homopolimery i kopolimery blokowe

o niskim współczynniku dyspersji ÐM w zakresie 1,2-1,56 (Tabela 2).

Tabela 2. Charakterystyka wybranych polimerów uzyskanych w wyniku polimeryzacji z DTW-9 i DTW-10

oraz kopolimeryzacji z makro-DTW.

Homopolimer DTW Mn,teoret.

g * mol-1 Mn,eksp.

g * mol-1 ÐM

PAA DTW-9 1 210 2 500 1,30

PAA DTW-10 1 400 2 400 1,32

PAm DTW-9 3 750 1 230 1,27

PAm DTW-10 3 400 1 270 1,31

Kopolimer blokowy makro-DTW (Mn,eksp.) Mn,teoret.

g * mol-1 Mn,eksp.

g * mol-1 ÐM

PAA-b-PAm PAA (2 500) 11 200 9 300 1,29

PAA-b-PAm PAA (5 100) 18 200 16 700 1,32

PAm-b-PAA-b-PAm PAA (2 400) 11 400 9 700 1,33

P(AA-g-Am)-b-PAm P(AA-g-Am) (3 600) 9 000 5 600 1,30

P(AA-g-Am)-b-PAm P(AA-g-Am) (5 200) 33 000 21 600 1,56 Masy molowe i ÐM wyznaczono za pomocą GPC stosując wzorce PEO.

P(AA-g-Am)

(makro-DTW)

P(AA-g-Am)-b-PAm

P(AAm-b-AA-b-AAm)

DTW-9

DTW-10

g – kopolimer gradientowy

b – kopolimer blokowy

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 11

W pracy H3 do szeregu złożonych związków organicznych dołączono

oligomeryczny polistyren stosując kontrolowaną polimeryzację RAFT/MADIX. Do

polimeryzacji zastosowano ditiowęglanowe pochodne fenylooctanów lub propionianów

(Tabela 1) związków takich jak pochodne cukrów (arabinozy – DTW-11, maltozy – DTW-

12), inozytolu (DTW-13), nukleozydu (DTW-14) czy steroidów (hekogeniny – DTW-15,

kwasów żółciowych – DTW-16, DTW-17). Warunki polimeryzacji były łagodne, a związki

organiczne, które zabezpieczono typowymi grupami ochronnymi, nie ulegały niepożądanym

reakcjom (Schemat 5).

Schemat 5. Oligomeryczne polistyreny zawierające związki organiczne na jednym z końców polimerowych

łańcuchów.

Oligomeryczne polistyreny są rozpuszczalne w polarnych, a nierozpuszczalne

w niepolarnych rozpuszczalnikach, co daje możliwość wytrącenia ich ze środowiska oraz

łatwego oczyszczenia np. od nadmiaru reagentów stosowanych podczas syntezy

organicznej. Dodatkowo polistyreny, jako nośniki związków organicznych, są bardzo

odporne termicznie oraz niereaktywne w warunkach prowadzenia większości reakcji

chemicznych. Dobra rozpuszczalność takich liniowych nośników jest ogromną zaletą

w porównaniu do usieciowanych, charakteryzujących się dużą masą cząsteczkową,

nierozpuszczalnych polistyrenowych żeli Merrifielda. Żele te, stosowane w syntezie na

fazie stałej posiadają jedynie aktywne grupy chlorometylenowe oraz charakteryzują się

ograniczonym pęcznieniem, co znacznie ogranicza możliwości prowadzenia syntez

z udziałem tego typu nośników. Uzyskane materiały polimerowe (Schemat 5) były

rozpuszczalne np. w chloroformie, co pozwoliło na przeprowadzenie, w układach

homogenicznych, modyfikacji grup funkcyjnych znajdujących się po obu stronach łańcucha

polimerowego, które mogą służyć wprowadzaniu innych grup funkcyjnych lub znakowaniu

12 | S t r o n a

produktu. Przykład modyfikacji przedstawiono na Schemacie 6. Grupa karboksylowa

steroidu została poddana alkilowaniu, natomiast ditiowęlan usunięty z wytworzeniem

olefiny. W ostatnim etapie polimer usunięto w wyniku hydrolizy wiązania estrowego. Zaletą

przedstawionych syntez była możliwość łatwej izolacji produktów przez proste wytrącanie

polimerów w metanolu, co czyni tą metodę szczególnie przydatną w przypadku

prowadzenia syntez równoległych.

Schemat 6. Przykład modyfikacji chemicznej polimerowej pochodnej kwasu żółciowego.

W przypadku pracy H3 do polimeryzacji użyto styrenu. Technika MADIX pozwala

na zastosowanie wielu innych monomerów winylowych posiadających różne grupy

funkcyjne lub ich mieszanin (proces kopolimeryzacji), w różnych rozpuszczalnikach.

Obecność ditiowęglanów na końcach łańcuchów polimerowych może być niepożądana

podczas stosowania samych polimerów czy nośników polimerowych, szczególnie jeżeli

chodzi o zastosowania przemysłowe. Mogą one ulegać np. degradacji, prowadząc do

wydzielenia potencjalnie toksycznych, zmieniających barwę produktu końcowego,

niskocząsteczkowych związków siarki o nieprzyjemnym zapachu. Znane są reakcje

prowadzące do przekształcenia ditiowęglanów w odpowiednie tiole np. w wyniku aminolizy

za pomocą amin7, amoniaku

8 lub redukcji LiAlH4

9. W pracy H3 przedstawiono metodę

usuwania ditiowęglanu (Schemat 6). W wyniku reakcji z chlorkiem sulfurylu w kwasie

octowym powstaje odpowiedni chlorek sulfonylu, który następnie ulega eliminacji

z wydzieleniem SO2 i HCl prowadząc do uzyskania wiązania nienasyconego na końcu

łańcucha polimerowego. Dodatkowo dwie inne metody usuwania ditowęlanów zostały

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 13

zbadane i opisane w pracy H4 (Schemat 7). Pierwsza, metoda redukcyjna, polegająca na

zastosowaniu nadtlenku we wrzącym alkoholu drugorzędowym, prowadzi do zastąpienia

ditiowęlanu atomem wodoru (całkowite usunięcie siarki).

Metoda redukcyjna Reakcja Czugajewa

Przykłady

Schemat 7. Metody i wybrane przykłady modyfikacji końca łańcucha polimerowego metodą redukcyjną

i w wyniku reakcji Czugajewa.

Metoda ta pod względem ekologicznym przewyższa tradycyjnie stosowane metody

redukcyjne, w których wykorzystuje się katalizatory metaliczne (nikiel Raneya) czy

organiczne związki cyny (Bu3SnH), a których toksyczne pozostałości są trudne do

usunięcia. Drugą metodą jest powadzona w wysokiej temperaturze eliminacja Czugajewa

(piroliza), w wyniku której na końcu łańcucha polimerowego powstaje tiol,

małocząsteczkowy nienasycony produkt uboczny oraz CSO. Lotne produkty eliminacji

mogą być usunięte z mieszaniny reakcyjnej poprzez proste odparowanie – ogrzewanie

produktów. Stwierdzono, że efektywność detiokarboksylacji zależna jest od budowy grupy

Z. Najlepsze wyniki uzyskano w przypadku polisiloksanów posiadających grupy O-(1-

fenyloetylowo)ditiowęglanowe (najniższa temperatura rozkładu - 130°C); DTW-23,

Tabela1). Przedstawione metody usuwania grup ditiowęglanowych zostały przebadane na

14 | S t r o n a

polimerach zawierających jednostki powtarzalne: dimetylosiloksanowe, kwasu akrylowego,

akrylanu t-butylu i styrenu oraz ich kopolimerów.

Przedstawione powyżej badania pozwoliły na zastosowanie polimeryzacji z użyciem

ditiowęglanów (MADIX) do prac związanych z modyfikacją właściwości

fizykochemicznych nanocząstek magnetycznych i prowadzących do ich nowych

zastosowań.

W ostatnich latach nanocząstki magnetyczne, wzbudzają duże zainteresowanie wielu

grup badawczych ze względu na: właściwości związane z ich małymi rozmiarami10

,

łatwością syntezy oraz możliwościami zastosowania np. do kontrolowanego dostarczania

leków[H9,11,12]

, jako czynniki kontrastujące w rezonansie magnetycznym13

, do separacji

bakterii14,15

lub komórek16

, w katalizie organicznej[H-7,17]

, jak również do usuwania metali

ciężkich[H-6,18]

. Niesfunkcjonalizowane nanocząstki magnetyczne mają tendencję do

aglomeracji, przez co tracą cenne właściwości, które są związane z ich małymi rozmiarami.

Sposobem zabezpieczenia nanocząstek przed aglomeracją jest utworzenie powłok

organicznych (z surfaktantów lub polimerów) lub nieorganicznych (metalicznych,

krzemowych czy węglowych). Utworzenie powłok ma na celu nie tylko zmniejszenie

tendencji do łączenia się w większe skupiska, zwiększenie stabilności, poprawienie

dyspersji w różnych rozpuszczalnikach, ale również ułatwienie dalszej modyfikacji.

Funkcjonalizacja powala na wprowadzenie na powierzchnię nanocząstek związków

biologicznie czynnych (np. cząsteczek leków), ligandów kompleksujących (zarówno

cząsteczki organiczne i jony metali) lub grup funkcyjnych „naprowadzających” do miejsca

zmienionego chorobą.

Badania i modyfikacje nanocząstek magnetycznych będące przedmiotem rozprawy

habilitacyjnej przedstawiono w pracach H5-H8. Nanocząstki otrzymano w wyniku

współstrącania tlenków żelaza(II) i żelaza(III) z roztworu wodnego ich chlorków

w środowisku zasadowym (amoniakalnym, pH=11). Następnie, w wyniku polikondensacji

z 3-aminopropylotrimetoksysilanem (APTMS) w środowisku zasadowym otoczono je

powłoką krzemianową z grupami aminosilanowymi [H5-H8] lub surfaktantem - kwasem

16-tioheksadekanowym (MHDA) [H8] (Schemat 8). Polimery krzemoorganiczne są często

stosowane ze względu na właściwości chemiczne, biokompatybilność oraz właściwości

fizyczne takie jak transparentność czy niekoagulacja.19

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 15

Schemat 8. Otrzymywanie nanocząstek magnetycznych.

Krzemiany są nietrwałe w środowisku silnie zasadowym, co może prowadzić do

destrukcji powłoki i utraty stabilności cząstek magnetycznych. W pracach H5-H6 badano

tworzenie powłok polimerowych na nanocząstkach magnetycznych w celu zwiększenia ich

stabilności, jak również wprowadzenia grup funkcyjnych o właściwościach

kompleksujących. Do budowania powłok polimerowych wybrano kontrolowaną

polimeryzację RAFT/MADIX. Czynnik kontroli przeniesienia łańcucha polimerowego

(CTA), ditiowęglan DTW-24, wprowadzono na powierzchnię nanocząstki w wyniku

dwuetapowej syntezy przedstawionej na schemacie 9.

Schemat 9. Synteza ditiowęglanu na powierzchni nanocząstek magnetycznych.

W pierwszym etapie grupę aminową przekształcono w amid w reakcji z bromkiem

2-bromopropionylu. Następnie bromek podstawiono w reakcji substytucji nukleofilowej

z ditiowęglanem etylowo-potasowym. Reakcje prowadzono w łagodnych warunkach (niska

temperatura, krótki czas, itd.), a właściwości magnetyczne wykorzystano do oczyszczania i

wydzielania nanocząstek ze środowiska reakcji. W obecności zewnętrznego pola

magnetycznego (magnes NdFeB) superparamagnetyczne nanocząstki ulegają aglomeracji,

co pozwala na ich oddzielenie od nieprzereagowanych reagentów i produktów ubocznych.

Czynnik kontroli wzrostu łańcucha jest przyłączony przez grupę R do powierzchni

nanocząstki, co pozwala na budowanie powłok polimerowych, w wyniku tworzenia wiązań

16 | S t r o n a

kowalencyjnych bezpośrednio z powierzchni nanocząstek (metoda „szczepienia z” -

‘grafting from”).

W celu zwiększenia spektrum właściwości i zastosowań MNP wykorzystano

również kopolimeryzację blokową i gradientową (Schemat 10). Kopolimeryzacja

gradientowa polegała na reakcji dwóch różnych monomerów z DTW-18 w odpowiednim

rozpuszczalniku i w obecności inicjatora, najczęściej 2,2'-azoizobutyronitrylu (AIBN).

Natomiast kopolimeryzację blokową, prowadzono w dwóch etapach z wydzieleniem

nanocząstek po homopolimeryzacji metodą separacji magnetycznej.

Schemat 10. Polimeryzacja i kopolimeryzacja RAFT/MADIX na nanocząstkach magnetycznych.

Do badań polimeryzacji na MNP zastosowano handlowo dostępne monomery

winylowe takie jak styren i akrylan butylu [H5] oraz zsyntezowane monomery:

azydometylostyren (M3) i dwa monomery M1 i M2 zawierające układ -diketonowy [H6]

(Tabela 3, Schemat 11).

Styren i akrylan butylu wybrano ze względu na możliwość ich funkcjonalizacji np.

w wyniku substytucji elektrofilowej do pierścienia aromatycznego polistyrenu lub hydrolizy

lub transestryfikacji poli(akrylanu butylu). Natomiast -diketony i ich pochodne są dobrze

znanymi czynnikami chelatującymi jony metali oraz wiążącymi związki organiczne (np.

w reakcjach z aminami tworzą iminy). Dodatkowo, ich kompleksy z metalami wykazują

właściwości przeciwnowotworowe oraz katalityczne w reakcjach np. utleniania i redukcji.

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 17

Tabela 3. Polimeryzacja i kopolimeryzacja na nanocząstkach magnetycznych z powłoką aminosilanową.

Rodzaj

powłoki

Rodzaj

monomeru

(nazwa

polimeru)

% ubytku

masy

(z TGA)

Rodzaj

powłoki

Rodzaj monomeru

(nazwa polimeru) % ubytku

masy

(z TGA)

R1 R1 R2 H

om

op

oli

mer

y

(MNP@PS)

47, 58,

77*

Ko

po

lim

ery

gra

die

nto

we

(MNP@PM1-g-PS)

16,5

(MNP@PBuA)

18

(MNP@PM2-g-PS)

23,5

MNP@PM1

34

(MNP@PAz-g-PS)

16,5

MNP@PM2

33

Ko

po

lim

ery

blo

ko

we

(MNP@Ps-b-PBuA)

53

MNP@PM3

25

(MNP@Ps-b-PM1)

17

(MNP@Ps-b-PM2)

64

(MNP@Ps-b-PAz)

54

*po 2, 6 i 24 godzinach polimeryzacji

w 80°C w toluenie

g – polimer gradientowy

b – polimer blokowy

18 | S t r o n a

Syntezę monomerów winylowych przedstawiono na schemacie 11.

M1

M2 Schemat 11. Synteza monomerów winylowych zawierających układ -diketonowy.

Monomer M1 został otrzymany w reakcji 4-jodometylostyrenu z acetyloacetonem

w obecności węglanu potasu.20

Do otrzymania monomeru M2 wykorzystano reakcję

sprzęgania Huisgena, która reprezentuje grupę reakcji cykloaddycji 1,3-dipolarnych i jest

jedną z najczęściej wykorzystywanych reakcji w syntezie chemicznej. Wymaga ona

zastosowania katalizatora metalicznego np. soli miedzi, ponieważ alkiny, są bardzo słabymi

1,3-akceptorami dipolowymi.

Ditiowęglan DTW-24 doskonale spełnił rolę czynnika wzrostu łańcucha

polimerowego z powierzchni nanocząstek. Wydajność tworzenia powłok polimerowych

badano za pomocą metody termograwimetrycznej (ubytku masy). Na tej podstawie

stwierdzono, że kontrolując czas reakcji można również kontrolować ilość polimeru

zaczepionego na nanocząstkach (homopolimeryzacja polistyrenu [H5]). Możliwość

tworzenia powłok polimerowych i kopolimerowych potwierdzono za pomocą szeregu

metod fizykochemicznych: termograwimetrii (TGA), skaningowej kalorymetrii różnicowej

(DSC), spektroskopii w podczerwieni (FT-IR), pomiarów magnetyzacji, transmisyjnej

mikroskopii elektronowej (TEM), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM),

dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) i innych. Na podstawie TGA stwierdzono, że większą

grubość powłoki uzyskano w przypadku kopolimeryzacji blokowej niż polimeryzacji

gradientowej.

M3

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 19

Po otrzymaniu nanocząstek z powłoką zawierającą grupy azydkowe przeprowadzono

ich modyfikację chemiczną w celu sfunkcjonalizowania polimeru grupami -diketonowymi

(Schemat 12). Do tego celu zastosowano reakcję Huisgena, którą zoptymalizowano

uzyskując monomer M2.

Schemat 12. Post-modyfikacja polimerów zawierających grupy azydkowe w reakcji Huisgena.

Opracowano dwie metody funkcjonalizacji nanocząstek magnetycznych grupami

chelatującymi: a) metodę bezpośrednią w wyniku polimeryzacji RAFT/MADIX monomeru

zawierającego chelatujące grupy funkcyjne; b) w wyniku modyfikacji chemicznej

polimerów zawierających grupy azydkowe, za pomocą reakcji sprzęgania Huisgena. W celu

zbadania właściwości chelatujących zsyntezowanych nanohybryd, poddano je reakcji

kompleksowania z jonami lantanowców [H6]. Wybrano trzy jony: Sm3+

, Er3+

oraz Nd3+

(Schemat 13).

Schemat 13. Kompleksowanie nanocząstek magnetycznych jonami lantanowców.

Udowodniono, że struktura powłoki polimerowej oraz metoda jej przygotowania

wpływają na właściwości kompleksujące. Na podstawie analiz SEM/EDX stwierdzono, że

najlepsze wyniki uzyskuje się w przypadku kompleksowania jonów samaru na

nanocząstkach uzyskanych w wyniku kopolimeryzacji blokowej (MNP@PS-b-PM3).

20 | S t r o n a

Tabela 4. Procentowa zawartość jonów samaru na MNP z powłokami polimerowymi wyliczona metodą

SEM/EDX.

MNP skompleksowane jonami samaru % masowy

MNP@PM3 7.93

MNP@PS-b-PM3 21.03

MNP@PM2 10.24

MNP@PS-b-PM2 11.70

MNP@PM1 7.47

MNP@PS-b-PM1 10.58

MNP@PM3_mod 4.51

MNP@PS-b-PM3_mod 9.96

b – kopolimer blokowy; _mod – polimer poddany modyfikacji w wyniku reakcji Huisgena

Nanocząstki magnetyczne z powłoką aminosilanową zostały również wykorzystane

jako nośniki do syntezy prekursorów karbenów N-heterocyklicznych (NHC) i ich

kompleksów palladowych [H7]. Katalizator palladowy został następnie zastosowany

w reakcji Hecka. Karbeny N-heterocykliczne są dobrze znanymi katalizatorami

stosowanymi do organokatalizy jak i doskonałymi ligandami kompleksującymi jony metali

przejściowych. Jako prekursor ligandów NHC wybraliśmy sole imidazoliniowe ze względu

na silniejsze właściwości elektonodonorowe imidazolidyn‑2‑ylidenów w porównaniu do

imidazolin-2-ylidenów. Trzyetapowa synteza soli imidazoliniowych oraz synteza

katalizatora (Schemat 14) były prowadzone bezpośrednio na nanocząstkach magnetycznych,

z oczyszczaniem produktów reakcji w wyniku separacji magnetycznej. Do analiz produktów

reakcji wykorzystano FT-IR, TEM/EDX, TGA i DSC. Ilość grup aminowych na

powierzchni nanocząstek wyznaczono metodą miareczkowania kwasowo-zasadowego.

Schemat 14. Synteza nanocząstek z ligandami NHC oraz tworzenie palladowych kompleksów na MNP.

Katalizator MNP@NHC-Pd był stabilny na powietrzu i niewrażliwy na wilgoć. Został on

zastosowany do syntezy wiązań C-C w reakcji halogenków arylowych z aktywowanymi

alkenami w obecności zasady – reakcja Hecka (Schemat 15). Wydajności

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 21

przeprowadzonych syntez przedstawiono w tabeli 5. Reakcje zachodziły, w większości

przypadków, z bardzo dobrą wydajnością, dochodzącą nawet do 96%, przy sprzęganiu

jodobenzenu ze styrenem.

Schemat 15. Reakcja Hecka halogenków arylowych ze związkami winylowymi katalizowana MNP@NHC-Pd.

Tabela 5. Reakcje sprzęgania halogenków arylowych z alkenami katalizowana MNP@NHC-Pd.

Lp. halogenek arylowy związek winylowy produkt wydajność (%)*

1

96

2

86

3

94

4a

42

5b

72

6

72

7

95

8

37

9

82

Fig. 3

Synth

esis of

Synth

es

22 | S t r o n a

10

48

11

2

*wydajność obliczona na podstawie masy produktu wyizolowanego i oczyszczonego chromatograficznie

Kolejne zastosowanie nanocząstek magnetycznych dotyczyło zaczepiania na ich

powierzchni kompleksu metalokarbonylowego (ŋ5-cyclopentadienylo)Fe(CO)2(ŋ

1-N-

maleimidato) oraz przeciwciał [H8]. Kompleksy metalokarbonylowe i ich biokoniugaty

wykazują intensywne pasma absorpcji w zakresie średniej podczerwieni, które są

charakterystyczne dla drgań rozciągających ligandów karbonylkowych ((CO) – 1800-2200

cm-1

). Ponieważ jest to zakres, w którym biocząsteczki nie absorbują, kompleksy te mogą

stanowić użyteczne biosensory procesów biochemicznych, które można zastosować np.

w immunochemii. Wybrany do naszych badań kompleks metalokarbonylowy (ŋ5-

cyclopentadienylo)Fe(CO)2(ŋ1-N-maleimidato) posiada ligand maleimidowy, który

w określonych warunkach łatwo reaguje z grupami tiolowymi i aminowymi.

W celu uzyskania biokoniugatów MNP-kompleks metalokarbonylowy-przeciwciało

w pierwszej kolejności immobilizowano kompleks 1 na nanocząstkach magnetycznych

(1-MNP@NH2-Ab lub 1-MNP@SH-Ab). Nanocząstki z grupami aminowymi MNP@NH2

i tiolowymi MNP@SH na powierzchni inkubowano z metalokarbonylowym kompleksem 1,

w obecności zasady lub bez (w przypadku nanocząstek z grupami tiolowymi na

powierzchni). Uzyskanie koniugatów MNP-kompleks metalokarbonylowy 1-MNP@NH2

i 1-NMP@SH (Schemat 16) potwierdzono analizami IR DRIFTS. Ilość immobilizowanego

kompleksu 1 na nanocząstkach magnetycznych obu typów wyznaczono metodą opartą na

spektroskopii IR. Stwierdzono, że do nanocząstek aminosilanowych przyłączono prawie

dziesięć razy więcej cząsteczek kompleksu metalokarbonylowego (0,64mol/g MNP@NH2

i 0,07 mol/g MNP@SH).

W dalszej części badań opracowano dwie metody immobilizacji przeciwciał

króliczych IgG na badanych nanocząstkach. Metoda pierwsza polegała na reakcji grup

tiolowych z estrem di(N-hydroksysukcyimidu) kwasu 3,3’-ditiopropionowego

z utworzeniem estru N-hydroksysukcyiminowego i dalej jego reakcji z grupami aminowymi

przeciwciał (Schemat 16).

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 23

Schemat 16. Synteza biokoniugatów typu MNP-kompleks metalokarbonylowy-przeciwciało.

Metoda druga polegała na bezpośredniej adsorpcji przeciwciała na powierzchni

nanocząstek magnetycznych zawierających grupy aminowe i tiolowe. Wykorzystano ją

w celu uzyskania biokoniugatów typu MNP-kompleks metalokarbonylowy-przeciwciało

(Schemat 16). Obecność przeciwciał na powierzchni koniugatów MNP-kompleks

metalokarbonylowy potwierdzono przy pomocy spektroskopii IR oraz testów ELISA.

Ze względu na możliwość szerokiego zastosowania nanocząstek (w tym nanocząstek

magnetycznych oraz polimerowych) np. do kontrolowanego dostarczania leków, wykonano

przegląd literaturowy dotyczący tego zagadnienia [H9]. System kontrolowanego

dostarczania leków (Drug Delivery System -DDS) posiada wiele zalet w porównaniu do

tradycyjnych form leków. Do wad tradycyjnych metod należą: ograniczona efektywność,

brak selektywności i związana z tym obecność objawów niepożądanych.21

Wpływ na

komórki i tkanki, wywołujący efekty toksyczne jest minimalizowany dzięki zastosowaniu

DDS, między innymi dlatego, że lek jest transportowany do miejsca docelowego.

Gromadzenie związków biologicznie aktywnych w miejscach docelowych oraz ochrona

24 | S t r o n a

leku przed jego szybką degradacją, pozwalają na zastosowanie dużo mniejszych dawek

związków czynnych niż w przypadku klasycznej terapii. Ma to istotne znaczenie zwłaszcza

gdy, w większym stężeniu lek jest toksyczny. Kierowanie leków w miejsce docelowe może

być osiągnięte przez zastosowanie specjalnie zaprojektowanych nośników. W pracy

przedstawiono możliwości zastosowania nanonośników takich jak: liposomy, nanocząstki

silanowe, stałe lipidy, nanocząstki polimerowe, dendrymery, materiały węglowe oraz

nanocząstki magnetyczne, na które zwrócono szczególną uwagę (Schemat 17).

Schemat 17. Nanonośniki stosowane w systemach kontrolowanego dostarczania leków.

Cząsteczki aktywne leku mogą być adsorbowane lub kowalencyjnie przyczepione na

powierzchni lub enkapsulowane wewnątrz nanocząstki. Kowalencyjne przyłączenie ma

przewagę nad innymi polegającą na tym, że możliwa jest kontrola ilości cząsteczek

aktywnych przyłączonych do nanonośnika. Naprowadzanie i transport leku może zachodzić

według dwóch mechanizmów: aktywnego lub pasywnego. Mechanizm aktywny polega na

dołączeniu do nanonośnika ligandów rozpoznających (np. przeciwciał,

niskocząsteczkowych związków takich jak peptydy czy kwas foliowy), które doprowadzą

go do określonego, docelowego miejsca w organizmie. Transport aktywny może być

również realizowany przez zastosowanie bodźców zewnętrznych fizycznych lub

chemicznych (np. temperatura, pH, światło, magnetyzm). Transport pasywny jest wynikiem

zwiększonej przepuszczalności naczyń (efekt EPR – Enhanced Permeability and Retention

Effect) i zatrzymywania cząsteczek o określonych rozmiarach w tkankach nowotworowych.

Uwalnianie leku z nanonośnika może następować w wyniku zmian środowiska, takich jak

temperatura, pH, osmolalność lub w wyniku reakcji enzymatycznych np. hydrolizy wiązań

kowalencyjnych.

Nanocząstki stosowane do aplikacji medycznych powinny być biokompatybilne

i nietoksyczne. Oczekiwany efekt działania silnie zależy od ich hydrodynamicznego

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 25

rozmiaru, kształtu, ilości, liczby powierzchniowych grup funkcyjnych, sposobu

wprowadzenia do organizmu, odpowiedzi systemu immunologicznego oraz czasu

przebywania w krwioobiegu. Przyjęte jest, że nanonośniki stosowane w badaniach in vitro

powinny mieć rozmiar od 10 do 100 nm. Dlatego też nanocząstki, które były przedmiotem

badań przedstawionych w rozprawie habilitacyjnej miały rozmiary mieszczące się w tym

zakresie.

W pracy H9 omówiono szereg wymienionych powyżej nanocząstek. Ze względu na

przedstawione w rozprawie habilitacyjnej wyniki badań oraz inne badania (prowadzone we

współpracy z dr Katarzyną Niemirowicz, prof. Robertem Buckim oraz prof. Haliną Car

z Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku) interesującym jest rozdział dotyczący

nanocząstek magnetycznych. Myśląc o zastosowaniu nanonośników magnetycznych

w kontrolowanym dostarczaniu leku należy wziąć pod uwagę wiele czynników takich jak:

właściwości magnetyczne, rozmiar, moc zewnętrznego pola magnetycznego, ilość

substancji aktywnej na nanonośniku, a także szybkość przepływu krwi i dostępność

docelowej tkanki. Jak dotąd jedynie nanocząstki magnetyczne posiadające rdzenie

zbudowane z tlenków żelaza zostały dopuszczone do zastosowań klinicznych przez Agencję

Żywności i Leków (Food and Drug Administration - FDA). Zaletami tych nanocząstek jest

łatwość syntezy [H5-8], stabilność chemiczna w warunkach fizjologicznych22

oraz

możliwość modyfikacji poprzez tworzenie różnych powłok: złotej23

, krzemianowych [H5-

8], polimerowych [H5,6] i dendrymerowych24

(Schemat 17). Nanocząstki z tlenków żelaza

występują naturalnie w ludzkim sercu, śledzionie i wątrobie25

, co wskazuje na ich

biokompatybilność i nietoksyczność w stężeniu fizjologicznym. W pracy H9 przedstawiono

przykłady zastosowań i właściwości terapeutycznych koniugatów lek-magnetyczny

nanonośnik. Oprócz DDS, nanocząstki magnetyczne były również stosowane jako systemy

wielozadaniowe np. jako biosensory – diagnostyka (otrzymanie biosensorów

magnetycznych było celem pracy [H8]).

Przedstawione w przeglądzie literaturowym H9 badania biologiczne dotyczyły

toksyczności MNP w zależności od sposobu dawkowania. Mogą one oddziaływać ze

składnikami zewnątrzkomórkowymi, błonami komórkowymi makrofagów, komórek

śródbłonka, komórek nabłonka skóry, przewodu oddechowego i pokarmowego. Po inhalacji

MNP, akumulują się w mózgu, co świadczy o tym, że również są w stanie przenikać przez

barierę krew-mózg. Mogą być one szybko otaczane przez białka osocza (opsonizowanie),

rozpoznawane i usuwane przez makrofagi. Największą kumulację nanocząstek

26 | S t r o n a

zaobserwowano w wątrobie i śledzionie. Badano również wpływ kształtu nanocząstek na

toksyczność oraz wpływ grubości warstwy polimerowej na ich powierzchni. Stwierdzono,

że najmniej toksyczne są nanoziarna, a najbardziej nanosfery. Natomiast im dłuższy jest

łańcuch polimerowy, tym toksyczność jest mniejsza.

Schemat 17. Nanocząstki magnetyczne o różnych typach powłok [H9].

Podsumowując, można stwierdzić, że nanocząstki są otrzymywane i stosowane

w celu poprawy farmakologicznych i terapeutycznych właściwości w porównaniu do

konwencjonalnych terapii. Wykazano, że pomimo, iż mają one szereg zalet tylko kilka

nanosystemów jest handlowo dostępnych. Spowodowane jest to licznymi ograniczeniami,

takimi jak: przeskalowanie produkcji (brak metod technologicznych pozwalających na

uzyskanie dobrej jakości nanocząstek), ograniczona możliwość kontroli wielkości cząstek,

tendencja do aglomeracji, niski procent załadowania leku na nanocząstkach, możliwa

toksyczność. Pomimo tych ograniczeń są to bardzo ciekawe i przyszłościowe nośniki leków.

Jednakże przed ich zastosowaniem klinicznym należy prowadzić kompleksowe badania:

cytotoksyczności, poprawy biokompatybilności, zwiększenia stopnia załadowania leku,

docelowego dostarczania, transportu i uwalniania, kontrolowania oddziaływań z błonami

biologicznymi, wykrywania i monitorowania poziomu narażenia oraz oceny wpływu na

środowisko naturalne. Spośród przedstawionych nanocząstek, biorąc pod uwagę badania

własne oraz zalety nanocząstek magnetycznych stwierdzono, że mogą być one uważane za

jedne z najciekawszych i najbardziej perspektywicznych nośników leków.

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 27

d) Podsumowanie i dalsze perspektywy pracy badawczej:

Wyniki uzyskane podczas realizacji badań wchodzących w zakres publikacji

stanowiących podstawę postępowania habilitacyjnego doprowadziły do poszerzenia wiedzy

podstawowej w aspekcie poznawczym i praktycznym dotyczącym: syntezy, właściwości

oraz zastosowania nowych materiałów polimerów, nanohybryd polimerowo-magnetycznych

oraz nanocząstek magnetycznych. Dotyczyły one:

- opracowania syntez i badania reaktywności nowych czynników przeniesienia łańcucha

– CTA [H1-6],

- wykorzystania CTA do tworzenia homopolimerów, kopolimerów blokowych w tym

w roztworach wodnych oraz powłok na nanocząstkach magnetycznych metodą

polimeryzacji MADIX [H1-6],

- zastosowania krótkołańcuchowych nośników polistyrenowych do syntezy organicznej

[H3],

- syntezy nowych monomerów funkcyjnych i ich kontrolowanej polimeryzacji

z powierzchni magnetycznych rdzeni [H6],

- opracowania syntez nanocząstek magnetycznych, w tym o właściwościach

chelatujących oraz ich wykorzystanie: do kompleksowania jonów metali, przeciwciał

oraz jako katalizatorów w reakcji Hecka [H5, H6-8],

- zastosowania metod fizykochemicznych do badań polimerów i nanocząstek

magnetycznych oraz opracowania metodologii prowadzonych analiz [H1-8],

- opracowania syntez powłok polimerowych na nanocząstkach magnetycznych [H5-6],

- opracowania metodyki degradacji ditiowęglanów za pomocą metody redukcyjnej

i reakcji Czugajewa [H4],

- syntezy nanocząstek magnetycznych z metaloorganicznymi kompleksami

karbonylowymi oraz ich zastosowania jako sensorów IR [H8],

- przeglądu literaturowego nanonośników mających zastosowanie do tworzenia

systemów kontrolowanego dostarczania leków [H9].

Główną zaletą przedstawionych badań było zastosowanie nowej metody

polimeryzacji (MADIX) z użyciem nieopisanych wcześniej ditowęglanów, jako czynników

przeniesienia łańcucha do syntezy polimerów oraz powłok polimerowych na nanocząstkach

28 | S t r o n a

magnetycznych. Moje prace nad metod MADIX pozwoliły na udowodnienie, że możliwa

efektywna kontrola masy molowej oraz dyspersyjności syntezowanych polimerów, jak

również na kontrola grubości powłoki polimerowej na nanocząstkach magnetycznych.

Udowodniono, że jest możliwe projektowanie i otrzymywanie zróżnicowanych

architektonicznie polimerów oraz nanohybryd typu magnetyczny rdzeń-powłoka

polimerowa. Za pomocą kopolimeryzacji oraz różnych metod fizykochemicznych

udowodniono, że grupy końcowe łańcucha polimerowego są nadal aktywne pomimo

całkowitego przereagowania monomeru, a wprowadzanie do układu nowej porcji

monomeru i inicjatora powoduje dalszy wzrost łańcucha polimerowego. Na podkreślenie

zasługuje również fakt, że zastosowanie monomerów zawierających różne grupy funkcyjne

znacząco zwiększa spektrum ich praktycznych zastosowań.

Pragnę nadmienić, że przedstawione w rozprawie habilitacyjnej wyniki badań miały

aspekty praktyczne i były dodatkowo przedmiotem szeregu wdrożeń, patentów oraz

zgłoszeń patentowych.iii

Zastosowania praktyczne dotyczyły między innymi wykorzystania

polimerów do: tworzenia kosmetyków, pojedynczych lub wielowarstwowych emulsji,

natomiast nanocząstek do: separacji bakterii chorobotwórczych oraz jako katalizatorów.

Jakkolwiek zastosowanie polimerów i nanocząstek posiada wiele zalet, to również wiele

problemów musi być jeszcze rozwiązanych. Problemy pojawiają się w przypadku prób

iii

A.Z. Wilczewska, M. Destarac, S. Zard, Ch. Kalai, G. Mignani, H. Adam, “A method of removing

dithiocarbonyl and dithiophosphoryl terminal groups from a polymer prepared by controlled radical

polymerization by contacting it with a source of free radicals and an organic compound with a labile hydrogen

atom” FR 2829138; A.Z. Wilczewska, M. Destarac, S. Zard, Ch. Kalai, G. Mignani, H. Adam, “Method for

synthesis of polymers with thiol functions”: US2004132961; FR 2829140; US7396901; WO 2002090424.;

A.Z. Wilczewska, M. Destarac, S. Zard, Ch. Kalai, G. Mignani, H. Adam, “Method for free radical reduction

of dithiocarbonylated or dithiophosphorylated functions borne by a polymer” US2004122193; US7109276;

EP1392737; DE60221008; WO 2002090397; N. Cadena, M. Destarac, P. Herve, A.Z. Wilczewska, “Method

for depositing a polymer onto a surface by applying a composition onto said surface” US20040010074;

US6906128; JP2005511851; US2005180937; US7473730; AU2002356649; EP1453922; WO2003050195., P.

Herve, M. Destarac, O. Anthony, B. Bavouzet, M. Joanicot, A. Wilczewska “Formulation comprising an ionic

compound, a polyionic polymer, and a copolymer”: US20050182185; JP4005562; JP2006503113;

EP1453914; US6933340; US7531597; US20030216501; DE60231742; AU2002354205; WO2003050185, P.

Herve, M. Destarac, B. Bavouzet, A.Z. Wilczewska; “Cosmetic composition comprising a block copolymer”;

US2003219397; US7235231; AU2002358687; EP1453915; US2007212322; JP2005511847; JP2007106776;

JP4199669; DE60221039; EP1854843; ES2284962; DE60221039; DE60233691; ES2329727; US7846423;

WO2003050184, B. Bavouzet, M. Destarac, A. Wilczewska, “Use of cationic block polymers to assist

deposition of single or multiple emulsions”: US2005053569, FR2833186; JP2005511726; EP1453597;

AU2002364831; KR621388; KR2004074078; BR200214901; CN1612779; CN100402136; DE60228318;

WO03049848, K. Niemirowicz, H. Car, I. Święcicka, A.Z. Wilczewska, „Sposób separacji chorobotwórczych

bakterii Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa i Staphylococus aureus oraz grzybów Candida albicans”:

PL401362-A1; K. Niemirowicz K., H. Car, A.Z. Wilczewska, R. Krętowski, M. Cechowska-Pasko, „Sposób

otrzymywania i zastosowania multifunkcjonalnego nanosystemu”, data zgłoszenia patentowego 13.09.2013 r,

PL405338-A1; A.Z. Wilczewska, I. Misztalewska, „Sposoby otrzymywania ligandów karbenów N-

heterocyklicznych NHC, ich prekursorów i soli azoliowych oraz ich zastosowanie”, data zgłoszenia

patentowego 13.09.2013 r, nr. zgłoszenia P.405339.

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 29

zastosowania przedstawionych układów w medycynie, np. w kontrolowanym dostarczaniu

leków i terapii celowanej. Krytyczne spojrzenie na możliwości zastosowań różnych

nanononośników w kontrolowanym dostarczaniu leków było przedmiotem pracy

przeglądowej H9.

Badania przedstawione w pracach H5-8 były finansowane z projektów: „Synteza

nanocząstek magnetycznych z polimerowymi powłokami chelatującymi”,

NCN/OPUS:2011/03/B/ST5/02691 (kierownik projektu) oraz „Kompleksy

metalokarbonylowe immobilizowane na nanocząstkach magnetycznych - makrocząsteczki

zdolne do uwalniania tlenku węgla” NCN/OPUS:2011/03/B/ST501480 (główny

wykonawca odpowiedzialny merytorycznie za część projektu realizowanego na

Uniwersytecie w Białymstoku).

Planowane i kontynuowane są następujące kierunki badań:

a) Synteza nowych monomerów winylowych oraz nanocząstek magnetycznych

z powłokami polimerowymi (w tym nowych monomerów winylowych z grupami

funkcyjnymi o właściwościach chelatujących, ich polimeryzacja, zastosowania i badania

fizykochemiczne - trzy prace wysłane do druku), jak również polimerów wrażliwych na

bodźce fizykochemiczne tj. pH i temperaturę z jednostkami powtarzalnymi

zawierającymi pochodne związków naturalnych.

b) Zastosowanie nanocząstek do katalizy organicznej. Kontynuowane są badania nad

tworzeniem nowych katalizatorów i zastosowanie uzyskanych układów chelatujących

w syntezie organicznej oraz do kompleksowania jonów metali przejściowych.

c) Synteza oraz zastosowania nowych układów polimerowych i nanohybryd polimerowo-

magnetycznych zawierających jednostki powtarzalne kwasu winylofosfoniowego

w diagnostyce medycznej (w ramach międzynarodowego projektu POLONIUM, nr

3550ZD we współpracy z prof. M. Destarac z Uniwerystetu Paul Sabatier, Tuluza,

Francja, praca przyjęta do Polymer Chemistry, DOI: 10.1039/C6PY01558A)

d) Badania biologiczne. Nanocząstki magnetyczne są przedmiotem dalszych badań

dotyczących ich zastosowań takich jak: separacja magnetyczna bakterii, badania

właściwości przeciwbakteryjnych, przeciwgrzybiczych i przeciwnowotworowych,

cytotoksyczność, biodystrybucja narządowa w modelach doświadczalnych, in vitro

w organizmach zwierzęcych i inne, prowadzonych we współpracy z dr K. Niemirowicz

30 | S t r o n a

i prof. R. Buckim z Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku (sześć prac

opublikowanychiv

, jedna wysłana do druku).

Podsumowanie całego dorobku na dzień 06.10.2015 r.:

Całkowita liczba publikacji 56

w czasopismach znajdujących się w bazie JCR 47

monografie, publikacje naukowe w czasopismach międzynarodowych lub krajowych

nieznajdujących się w JCR

9

liczba publikacji wchodzących w cykl osiągnięcia naukowego 9

Wynalazki , wzory użytkowe i przemysłowe, zgłoszenia patentowe 10

Sumaryczny IF według listy JCR, zgodnie z rokiem opublikowania

pięcioletni IF

127,132

136,607

Sumaryczny IF publikacji wchodzących w cykl osiągnięcia naukowego, zgodnie z rokiem

opublikowania

pięcioletni IF

21,697

24,069

Całkowita liczba punktów MNiSW 1356

Liczba cytowań publikacji według bazy Web of Science (WoS) na dzień 20.10.2016

bez autocytowań

628

588

Indeks Hirscha według bazy Web of Science (WoS) 12

Kierowanie międzynarodowymi i krajowymi projektami badawczymi

udział w takich projektach

2

8

Całkowita liczba doniesień konferencyjnych (wykładów, komunikatów, posterów) 116

Podręcznik 1

Organizacja i prowadzenie zajęć w zakresie popularyzacji chemii 27

Liczba artykułów popularyzujących chemię 6

Liczba wykładów popularyzujących chemię 11

iv

1. K. Niemirowicz, E. Piktel, A.Z. Wilczewska, K.H. Markiewicz, B. Durnas, M. Wątek, I. Puszkarz, M.

Wróblewska, W. Niklinska, P.B. Savage, R. Bucki, “Core-shell magnetic nanoparticles display synergistic

antibacterial effects against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococus aureus when combined with

cathelicidin LL-37 or selected ceragenins”, New Journal of Nanomedicine 2016:11 1–13; 2. K. Niemirowicz,

B. Durnaś, G. Tokajuk, K.Głuszek, A.Z. Wilczewska, I. Misztalewska, J. Mystkowska, G. Michalak, A. Sodo,

M. Wątek, B. Kiziewicz, S. Góźdź, S. Głuszek, R. Bucki, “Magnetic nanoparticles as a drug delivery system

that enhance fungicidal activity of polyene antibiotics”, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and

Medicine, 12, 8, (2016), 2395-2404; 3. K. Niemirowicz, I. Prokop, A. Z. Wilczewska, U. Wnorowska, E.

Piktel, M. Wątek, J.A. Pałka, P.B. Savage, R. Bucki, “Magnetic nanoparticles enhance the anticancer activity

of cathelicidin LL-37 peptide against colon cancer DLD-1 cells”, International Journal of Nanomedicine 10

(2015) 3843; 4. K. Niemirowicz, U. Surel, A.Z. Wilczewska, J. Mystkowska, E. Piktel, Z. Namiot, A.

Kułakowska, P.B. Savage, R. Bucki, “Bactericidal activity and biocompatibility of ceragenin CSA-13-coated

magnetic nanoparticles”, Journal of Nanobiotechnology 05/2015; 13(1):32; 5. K. Niemirowicz, I. Swiecicka,

A.Z. Wilczewska, K.H. Markiewicz, U. Surel, A. Kułakowska, Z. Namiot, M. Szynaka, R. Bucki, H. Car,

“Growth arrest and rapid capture of select pathogens following magnetic nanoparticle treatment”, Colloids and

Surfaces B: Biointerfaces, 131 (2015) 29; 6. K. Niemirowicz, I. Swiecicka, A.Z. Wilczewska, I.

Misztalewska, B. Kalska-Szostko, K. Bienias, R. Bucki, H. Car, „Gold-functionalized magnetic nanoparticles

restrict growth of Pseudomonas aeruginosa”, International Journal of Nanomedicine 8;9 (2014) 2217.

dr Agnieszka Z. Wilczewska

Załącznik 2a

autoreferat do wniosku o przeprowadzenie procedury habilitacyjnej

S t r o n a | 31

Moim osiągnięciem jest również zaprojektowanie, uzyskanie dofinansowania oraz

stworzenie Pracowni Nowoczesnych Technologii Syntezy i Analiz Polimerów w Centrum

Syntezy i Analizy BioNanoTechno Uniwersytetu w Białymstoku. Kierowanie tą pracownią oraz

realizacja własnej (nieprowadzonej dotąd w Instytucie Chemii Uniwersytetu w Białymstoku)

tematyki badawczej pozwoliło na stworzenie własnego zespołu: mgr K.H. Markiewicz

(asystent; jestem promotorem pomocniczym doktoratu), mgr I. Misztalewska (doktorantka,

jestem opiekun naukowym doktoratu) oraz studenci magistranci (K. Niemirowicz – od

26.06.2014 r. doktor, byłam promotorem pomocniczym doktoratu; O. Wojtasik; P. Kuchlewski).

Literatura:

1 Matyjaszewski K., Controlled Radical Polymerization: State-of-the-Art in 2011, Progress in

Controlled Radical Polymerization: Mechanisms and Techniques, ACS Symposium Series;

American Chemical Society: Washington, DC, Chapter 1 (2012), pp 1–13; Król P., Chmielarz P.,

Polimery, 6 (2011) 427. 2 Kato M., Kamigaito M., Sawamoto M., Higashimura T., Macromolecules 28 (1995) 1721; Wang,

J-S; Matyjaszewski, K.,. J. Am. Chem. Soc. 117 (1995) 5614. 3 Georges, M. K.,Veregin, R.P.N., Kazmaier, P.M., Hamer, G.K., Macromolecules 26 (1993) 2987;

Hawker, C.J., Barclay, G.G., Dao, J.; J. Am. Chem. Soc., 118 (1996) 11467–11471; Hawker. C.J.;

Bosman. A.W.; Harth, E., Chem. Rev.101 (12) (2001) 3661-3688; Wayland, B. B., Pszmik G.,

Mukerjee S.L., Fryd M., J. Am. Chem. Soc.116 (1994) 7943 4 Matyjaszewski, K., Patten, T.E., Xia, J., Macromolecules, 28 (1997) 2093–2095; Moad G.,

Rizzardo E., Thang SH., Australian Journal of Chemistry, 58 (2005) 379; Chiefari J., Mayadunne

R.T.A., Moad C.L., Moad G., Rizzardo E., Postma A., Macromolecules 36 (2003) 2273; Destarac

M., Charmot D., Franck X., Zard S.Z., Macromol Rapid Commun., 21 (2000) 1035. 5 Moad, G.; E. Rizzardo; Thang S.H. Polymer 49 (5) (2008) 1079.

6 Chiefari J., Chong B.Y.K, Ercole F., Krstina J., Jeffrey J., Le T.P., Mayadunne R.T., Meijs G.F.,

Moad C.L., Moad G., Rizzardo E., Thang S.H., Macromolecules, 31 (1998) 5559; Rizzardo E.,

Chiefari J., Chong B.Y.K., Ercole F., Krstina J., Jeffrey J., Le T.P.T, Mayadunne R.T.A., Meijs

G.F., Moad C.L., Moad G., Thang S.H., Macromol. Symp. 143(1999) 291. 7 Chan M-F., Garst M.E., J. Chem. Soc. Chem. Commun., 7 (1997) 540.

8 Chen,B-C., Bednarz M.S., Kocy O.R., Sundeen J.E., Tetrahedron Asym., 9 (1998) 1641.

9 Mulvey D.M., Jones H.J., Heterocyclic Chem., 15 (1978) 233.

10 Leslie-Pelecky D. L., Rieke R. D., Chem. Mater., 8 (1996), 1770.

11 Niemirowicz K., Prokop I., Wilczewska A. Z., Wnorowska U., Piktel E., Wątek M., Pałka J.A.,

Savage P.B, Bucki R., International Journal of Nanomedicine 10 (2015) 3843. 12

Niemirowicz K., Surel U., Wilczewska A.Z., Mystkowska J., Piktel E., Namiot Z., Kułakowska

A., Savage P.B., Bucki R., Journal of Nanobiotechnology 05/2015; 13(1):32. 13

Niemirowicz K., Markiewicz K.H., Wilczewska A.Z., Car H., Adv. Med. Sci. 57 (2012) 196 . 14

Niemirowicz K., Swiecicka I., Wilczewska A.Z., Markiewicz K.H., Surel U., Kułakowska A.,

Namiot Z., Szynaka M., Bucki R., Car H., Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 131 (2015) 29. 15

Niemirowicz K., Swiecicka I., Wilczewska A.Z., Misztalewska I., Kalska-Szostko B., Bienias K.,

Bucki R., Car H., International Journal of Nanomedicine 8;9 (2014) 2217-2224; Niemirowicz K.,

Car H., Wilczewska A. Z., Krętowski R., Cechowska-Pasko M., PL405338-A1. 16

Cui Y.-R., Hong Ch., Zhou Y.-L., Li Y., Gao X.-M., Zhang X.-X., Talanta, 85 (2011) 1246 .

32 | S t r o n a

17

Kamonsatikul C., Khamnaen T., Phiriyawirut P., Charoenchaidet S., Somsook E., Catal.

Commun., 26 (2012) 1. 18

Liu J.F., Zhao Z.S., Jiang G.B., Environ. Sci. Technol., 42 (2008) 6949. 19

Ung T., Liz-Marzan L.M., Mulvaney P., Langmuir, 14 (1998) 3740. 20

R. C. Solvish,US Pat., US3006895A, October 31, 1961. 21

Nevozhay D, Kańska U, Budzyñska R, Boratyński J. Postepy Hig Med Dosw, 61 (2007) 350. 22

Asmatuli R., Zalich M.A., Claus R.O., Riffle J., J. Magn Magn. Mater., 292 (2005) 108. 23

Tamet U., Gundogdu Y, Boyaci I.H., Pokmez K., J. Nanopart. Res., 12 (2010) 1187. 24

Pan B.F., Gao F, Gu H.C., J. Colloid Interface Sci., 284 (2005) 1. 25

Grassi-Schultheiss P.P, Heller F., Dobson J, Biometals, 10 (1997) 351.