Řízení enkapsulace a uvolňování změnou ionizace a multivalentními interakcemi se supramolekulárními polymerními nosiči.
Cíle projektu
Využijeme změny ionizace slabě kyselých a zásaditých funkčních skupin k regulaci interakcí slabých amfolytů a multivalentních iontů s polyelektrolyty. Pomocí pH a složení systému chceme regulovat enkapsulaci a uvolňování aktivních molekul za požadovaných podmínek. V první části zkombinujeme “coarse-grained” molekulové simulace a “mean-field výpočty” s experimenty ke studiu obecných fyzikálních principů, které určují asociaci amfolytů s polyelektrolyty. Pomocí modelování navrhneme experimenty, ve kterých demonstrujeme vliv změn ionizace na asociaci a navrhneme sekvence syntetických oligopeptidů, které se budou adsorbovat na polyelektrolytech za předem daných podmínek. Ve druhé části využijeme simulace a “mean-field” modely k optimalizaci přípravy polyelektrolytových nanočástic vhodných pro enkapsulaci multivalentních derivátů porfyrinů, které lze využít jako generátory singletového kyslíku. Navrhovaná kombinace modelování a experimentů, s využitím změny ionizace, má za cíl představit nové paradigma cíleného designu nábojem kontrolované enkapsulace a uvolňování.
Klíčová slova
polyelectrolyteself-assemblyinterpolyelectrolyte complexweak polyelectrolyteampholytemonte carlomolecular dynamicsencapsulationreleaseFCSsoft matterporphyrinampholyte
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Hlavní účastníci
Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakulta
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
19-10429S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Controlling encapsulation and release by charge regulation and multivalent interactions with supramolecular polymer carriers
Anotace anglicky
We will use the variable ionization of weak acid and base groups to regulate the association of weak ampholytes and multivalent ions with polyelectrolytes. System composition and pH will trigger encapsulation or release of active molecules at desired conditions. In the first part we will combine coarse-grained molecular simulations, mean-field models and experiments to investigate the generic physical principles controlling association of weak ampholytes with polyelectrolytes. Guided by the modeling, we will demonstrate in experiments the role of variable ionization in the association, and design suitable sequences of synthetic ampholytes adsorbing on polyelectrolytes at desired conditions. In the second part we will use simulations and mean-field models to optimize weak polyelectrolyte-based nanoparticles for encapsulation of charged porphyrin derivatives, used as photosensitizers for oxygen sensing or singlet oxygen generation. Our combination of predictive modeling and experiments puts forward a new paradigm in rational design of ionization-controlled encapsulation and release.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2019
Ukončení řešení
31. 12. 2023
Poslední stav řešení
—
Poslední uvolnění podpory
12. 5. 2021
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP22-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
22. 2. 2022
Finance
Celkové uznané náklady
8 116 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
8 116 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
8 116 tis. Kč
Statní podpora
8 116 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Physical chemistry
Doba řešení
01. 01. 2019 - 31. 12. 2023