Kerli Martin kaitseb doktoritööd „Recognition of carboxylates by synthetic receptors – from structure-affinity studies to solid-contact anion-selective electrode prototyping“

7. augustil kell 10.15 kaitseb Kerli Martin doktoritööd „Recognition of carboxylates by synthetic receptors – from structure-affinity studies to solid-contact anion-selective electrode prototyping“ („Karboksülaatide tuvastamine sünteetiliste retseptorite abil - struktuur-afiinsuse uuringutest tahkiskontaktiga anioonselektiivse elektroodi prototüübini“). 

Juhendaja: 
professor Ivo Leito, Tartu Ülikool

Oponent: 
professor Claudia Caltagirone, Cagliari Ülikool (Itaalia)

Kokkuvõte
Meile huvipakkuvate anioonide sisalduse määramiseks eri tootmisprotsesside käigus, kaugel asuvates kohtades reaalajas või, miks mitte, meie enda randmelt, on vaja arendada lihtsaid ja kaasaskantavaid seadmeid, mis just neid anioone vedelikest ära tunnevad. Sellisteks seadmeteks sobivad oma omaduste poolest hästi ioonselektiivsed elektroodid – need on lihtsad, odavad, kiired, miniaturiseeritavad ja need saab asetada otse mõõdetavasse lahusesse, ilma et peaks selleks proovi eeltöötlema või laborisse viima. Kuigi väikseid katioone on polümeerse membraaniga ioon-selektiivsete elektroodidega määratud juba üle 40 aasta, siis keerukamate ioonide, näiteks orgaaniliste anioonide määramiseks ei ole leitud piisavalt häid ionofoore, millega elektroodi membraani valmistada. 

Väitekiri keskendub väikeste orgaaniliste anioonide, monokarboksülaatide vastasmõjude uurimisele potentsiaalsete uute ionofooridega. Selleks mõõdeti tuumamagnetresonantsi suhtelise meetodiga 44 sünteetilise retseptormolekuli seondumisafiinsust kaheksa karboksülaatiooniga. Koostati seondumisskaalad, kus kõigi retseptorite seondumisafiinsused on omavahel võrreldavad. Leiti, et karbüksülaatanioonide seondamiseks on kõige sobivamad planaarsed tetradentaatsed retseptorid. Lisaks kirjeldati, kuidas retseptori mittepolaarsed asendusrühmad, molekulide steerika, võimalikud lisainteraktsioonid ja solvofoobsed efektid konkreetsete karboksülaatide seondumist mõjutavad. Tulemustest ilmnes, et tekkivate seondumismustrite tõttu on mitme retseptori koosmõjul võimalik eri struktuuriga karboksülaate üksteisest eristada.

Seondumisuurimuse tulemusena valiti välja sobivaimate omadustega retseptormolekul, 1,3-biskarbasolüüluurea derivaat, mida kasutati ionofoorina tahke kontaktiga atsetaatselektiivsete elektroodide valmistamiseks. Valmistatud elektroodid näitasid väikeste karboksülaatide (atsetaat, formaat) ja bikarbonaadi suhtes suuremat selektiivsust kui Cl^- suhtes. Lisaks leiti, et valitud ionofoori lisamine membraani vähendab oluliselt tüüpiliste segavate ioonide (SCN^-, I^-, NO₃^- ja Br^-) mõju, mis on oluline samm edasi karboksülaate siduvate ionofooride disainis.