Structure-Activity Relationships in Heparin Binding and Supramolecular Materials

Monivalenttiset heikot vuorovaikutukset partikkeleiden välillä mahdollistavat itsenäisten komponenttien järjestäytymisen tarkasti määritellyiksi suuremmiksi kokonaisuuksiksi. Tämä supramolekulaarisen kemian lähestymistapa on ollut perustana myös tässä väitöskirjassa esitetyissä tutkimuksissa, jotka tähtäävät hepariinille sopivien vasta-aineiden ja sensoreiden valmistamiseen, sekä biohybridimateriaalien ja halogeenisidoksille perustuvia kompleksien muodostamiseen. Julkaisussa I syntetisoitiin useita kationisia lohkopolymeerejä hepariinin sitomiseen. Tutkimuksessa havaittiin, että lohkojen pituuksia muokkaamalla voitiin vaikuttaa sitomistehokkuuden lisäksi kompleksien kokoon ja bioyhteensopivuuteen. Julkaisussa II hepariini neutralisoitiin kationisilla makrosyklisillä yhdisteillä, joita käytettiin myös hepariinin konsentraation seuraamiseen. Molekyylirakenteella osoitettiin olevan suuri vaikutus yhdisteiden suorituskykyyn, sillä vain monivalenttiset yhdisteet olivat tehokkaita hepariinin sitomisessa ja hepariinikonsentraation monitorointiin vaadittiin optimaalinen kaviteettikoko. Julkaisussa III käytettiin biopohjaisia yhdisteitä hepariinin sitomiseen ja konsentraation määrittämiseen. Proteiinit, joihin muokattiin useampi hepariiniin sitoutuva funktionaalisuus, kompleksoituivat hepariinin kanssa myös fysiologista ympäristöä vastaavissa olosuhteissa. Lisäksi proteiineja hyödynnettiin yhdessä fluoresenssisensorin kanssa hepariinin konsentraation seuraamiseen. Julkaisussa IV syntetisoitiin polymeerejä, joihin oli yhdistetty sekä kationisia rakenteita että lämpöön reagoiva osa. Näiden polymeerien sitoutumista apoferritiini-proteiinihäkkien kanssa tutkittiin ja havaittiin, että muokkaamalla kompleksoitumisolosuhteita saatiin muodostettua lämpöherkkiä yhteishiloja. Halogeenisitoutumiseen perustuvia komplekseja valmistettiin julkaisussa V polymeereistä ja makrosykleistä. Muuttamalla polymeerien rakennetta voitiin muokata sitoutumisvalmiutta ja muodostuneiden kompleksien morfologiaa. Yhteenvetona nämä tutkimukset osoittavat, että supramolekulaarinen lähestymistapa, joka hyödyntää monivalenttisia sidoksia ja tarkkaan suunniteltuja yhdisteitä, sopii hepariinin sitomiseen ja sen konsentraation monitorointiin sekä uudenlaisten kiteiden ja kolloidien muodostamiseen.