Doktorsvörn í efnafræði - Satyaki Chatterjee

Hlekkur á streymi:
https://eu01web.zoom.us/j/64983062363

Doktorsefni:
Satyaki Chatterjee

Heiti ritgerðar:
Nítroxíð- og trítýl-afleidd skautunarefni fyrir MAS-DNP: Smíði, innsýn í flutning skautunar og notkun

Andmælendur:
Dr. Björn Corzilius, prófessor við Stærðfræði- og náttúruvísindadeild, University of Rostock
Dr. Stefán Jónsson, Stjórnandi þróunar, gæðamála og hugverka hjá Akthelia Pharmaceuticals

Leiðbeinandi:
Dr. Snorri Þór Sigurðsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Guðmundur Gunnar Haraldsson, prófessor emeritus við Raunvísindadeild Háskóla Íslands
Dr. Benjamín Ragnar Sveinbjörnsson, dósent við Raunvísindadeild Háskóla Íslands
Dr. Már Másson, prófessor við Lyfjafræðideild Háskóla Íslands

Doktorsvörn stýrir:
Dr. Haraldur Gunnar Guðmundsson, dósent við Raunvísindadeild

Ágrip:
Mögnun á kjarnskautun (e. dynamic nuclear polarization, DNP) er öflug aðferð til að auka næmni kjarnsegulgreininga (e. nuclear magnetic resonance, NMR), sem gerir kleift að rannsaka flókin efni og líffræðileg kerfi með NMR. Við snúning sýnis um svokallað töfrahorn (e. magic-angle spinning, MAS) í fastefnis-NMR flyst rafeindaskautun frá tvístakeindum (skautunarefnum) til nærliggjandi kjarna fyrir tilstilli kross-áhrifanna (e. cross-effect mechanism). Mörg slík skautunarefni eru erfið í smíði og hafa takmarkaða leysni í vatni. Þessi ritgerð lýsir hönnun og efnasmíði nítroxíð- og trítýl-afleiddra skautunarefna fyrir MAS-DNP til að takast á við þann vanda og auk þess rannsóknum á flutningi skautunar þeirra yfir á kjarna. Tvístakeindin AsymPol-Ester var smíðuð í háum heimtum og fáum skrefum, til að útbúa vatnsleysanlegar AsymPol sameindir sem innihalda bæði jónaða og hlutlausa hópa, t.a.m. karboxýlöt, fosföt og glúkósamín. Þessar afleiður fengust í allt að sjöfalt hærri heildarheimtum en fyrri skautunarefni og með sambærilegri DNP virkni. Kerfisbundnar breytingar á byggingu AsymPol, þar á meðal lögun tengils, sveigjanleika í stellingum og innleiðing á tvívetni, leiddu í ljós að DNP virkni ræðst ekki aðeins af víxlverkun rafeinda og kjarna, heldur einnig af kúplun rafeindanna. Notkun spíróhringjanítroxíðs í trítýl-nítroxíð tvístakeind leiddi til óvæntrar lækkunar á DNP virkni, ólíkt tvínítroxíðum, sem bendir til annars konar skautunarflutnings í trítýl-nítroxíðum. NUDOR (e. nuclear-nuclear double resonance) tilraunir sýndu að skautunarflutningur í trítýl-nítroxíð tvístakeindum verður fyrir sterkum áhrifum þegar mikill munur er á aförvunarhraða rafeindanna, ólíkt tvínítroxíðum. Einnig var trítýl-nítroxíð tvístakeindin TritylTEMPO-X smíðuð, með sexfalt hærri leysni í vatni en PyrroTriPol. Að auki voru nítroxíðstakeindir þróaðar fyrir staðbundna spunamerkingu (e. site-directed spin-labeling) lífsameinda fyrir markvisst DNP í flóknum kerfum, ásamt einstakeindum til að innleiða í meðalholótt lífræn kísilefni.

Um doktorsefnið:
Satyaki Chatterjee fæddist á Indlandi. Hann lauk grunnnámi í efnafræði frá Scottish Church College, University of Calcutta. Þar næst hóf hann meistaranám í efnafræði við University of Delhi undir handleiðslu prófessors A. K. Verma, þar sem hann þróaði með sér mikinn áhuga á lífrænni efnafræði og rannsóknum á hvarfgöngum. Árið 2021 hóf hann doktorsnám við Háskóla Íslands í rannsóknarhópi Snorra Þórs Sigurðssonar. Doktorsrannsókn hans hefur beinst að hönnun og smíði á lífrænum skautunarefnum fyrir MAS-DNP NMR-litrófsgreiningu, ásamt rannsóknum á skautunarferlinu. Í rannsóknum sínum sameinar hann fjölþrepa lífræna efnasmíði, stakeindaefnafræði, rafeindasegulómun (EPR) og NMR-litrófsgreiningu á föstu formi til að öðlast betri skilning á sameindafræðilegum þáttum sem stjórna aukningu á kjarnaskautun, sem og til að þróa aðgengilegri og skilvirkari skautunarefni fyrir notkun á sviði líffræði og efnivísinda.