Odwracalna agregacja supramolekularna w wodzie
Enzymy, łańcuchy aminokwasów, są wszechobecne w przyrodzie i ułatwiają zachodzenie katalizy dzięki odwracalnym interakcjom z innymi cząstkami. Interakcje te są w dużym stopniu kierowane przez złożoną architekturę trójwymiarową enzymów. Stanowią wynik zginania i rozwijania wiązań niekowalencyjnych między poszczególnymi częściami łańcucha. Polimery supramolekularne są podobne do enzymów, mają zdolność samoorganizacji, warunkowaną przez drugorzędowe, niekowalencyjne oddziaływania wiążące, określające innowacyjne funkcje. Jednak dotychczas rozwój chemii supramolekularnej był ograniczony przez brak systemów syntetycznych, wykazujących odwracalną agregację w wodzie. Dzięki uwzględnieniu innowacyjnych, rozpuszczalnych w wodzie cząstek z powinowactwem do tworzenia wiązań pod wpływem światła, finansowani ze środków UE naukowcy, pracujący przy projekcie PHOTOTRAP przezwyciężyli tę barierę. Element budulcowy składał się z makrocyklicznej, mającej kształt beczki cząstki-gospodarza, kukurbit[8]urylu (CB[8]). Cząstka CB[8] ma zdolność jednoczesnego pomieszczenia dwu organicznych cząstek gości, na które wybrano związek azobenzenowy. Mimo potencjału azobenzenu jako materiału światłoczułego w większości poprzednich badań wykorzystywano wersje obojętne, o względnie niskiej rozpuszczalności w wodzie. Unikatowe dla projektu PHOTOTRAP było zastosowanie przez naukowców kationowo czynnych (naładowanych) cząstek zawierających azobenzen, odznaczających się wysoką rozpuszczalnością w wodzie i dużym potencjałem tworzenia wiązań. Mające przełomowy charakter wykazanie odwracalnego pod wpływem światła kompleksowania/dekompleksowania CB[8] wytyczyło drogę do przygotowania miceli i zbadania ich wykorzystania w podawaniu leków. Metodologie i materiały projektu PHOTOTRAP spowodowały znaczący postęp w dziedzinie chemii polimerów. Wyniki wykazały potężny potencjał zastosowania związków supramolekularnych w środowiskach wodnych do osiągania celowanego podawania leków oraz tworzenia inteligentnych materiałów samonaprawiających się.
