Fotofyzikální vlastnosti riboflavinu

• Thesis title in Czech: Fotofyzikální vlastnosti riboflavinu
• Thesis title in English: Photophysical properties of riboflavin
• Key words: riboflavin|singletní kyslík|fotosensibilizátor|fosforescence|tripletní stav
• English key words: riboflavin|singlet oxygen|photosensitizer|phosphorescence|triplet state
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO)
• Supervisor: doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D.
• Author: Bc. Jan Moučka - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 04.11.2021
• Date of assignment: 12.01.2022
• Confirmed by Study dept. on: 20.01.2022

Guidelines

1. Student se seznání s reaktivními formami kyslíku, fotosensibilizací a fotodynamickou terapií.
2. Student provede rešerši publikovaných výsledků týkajících se fotochemických a fotofyzikálních vlastností riboflavinu se zvláštním přihlédnutím k chování jeho tripletních stavů.
3. Student prozkoumá fotostabilitu riboflavinu a případnou změnu jeho fotosensibilizačních vlastností během expozice laserovému záření. Využity bydou metody měření absorpčních a fluorescenčních spekter a měření luminiscence singletního kyslíku a tripletů riboflavinu pomocí detekce časově rozlišené luminiscence.
4. Student změří vliv dalších molekul na doby života tripletního stavu riboflavinu pomocí detekce časově rozlišené luminiscence.
5. Student se pokusí detekovat zhášení singletního kyslíku fotosensibilizovaného jiným fotosensibilizátorem molekulami riboflavinu.

References

[1] GILBERT, D. L. - COLTON, C. A. (Ed.). Reactive Oxygen Species in Biological Systems: An Interdisciplinary Approach. New York : Kluwer Academic Publishers, 2002.
[2] LAKOWICZ, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy. Berlin : Springer, third edition, 2006. ISBN 978-0387-31278-1.
[3] SZCZUKO, Małgorzata - ZIĘTEK, Maciej - KULPA, Danuta - SEIDLER, Teresa. Riboflavin -- properties, occurrence and its use in medicine. Pteridines. 2019, roč. 30, č. 1, 33–47.
[4] MOUČKA, J. Vliv riboflavinu na produkci a zhášení singletního kyslíku. Bakalářská práce, MFF-UK, Praha, 2021.

Preliminary scope of work

Riboflavin (vitamín B2) je molekula, která hraje důležitou roli v řadě procesů v organismu. Je obsažen v některých potravinách (např. v pivu), kde může fungovat jako antioxidant. Během řešení bakalářské práce Bc. Jana Moučky "Vliv riboflavinu na produkci a zhášení singletního kyslíku" bylo zjištěno, že riboflavin se chová jako fotosensibilizátor singletního kyslíku. Doby života singletního kyslíku se naopak s rostoucí koncentrací riboflavinu v roztoku naopak prodlužovaly, což naznačuej, že riboflavin singletní kyslík nezháší, ale naopak jeho zhášení brání. Bránění interakci singletního kyslíku s okolím by tak mohlo představovat cestu k antioxidačnímu účinku. Toto chování bude nezbytné detailně prozkoumat pomocí využití unikátní metody časově a spektrálně rozlišené detekce luminiscence v blízké infračervené oblasti. Pozornost bude věnována především chování tripletních stavů riboflavinu, které mohou být výrazně ovlivněny dalšími molekulami v systému (např. přítomností azidu sodného). Bude studována i fotostabilita riboflavinu během vystavení laserovému záření. Vedle časově rozlišené detekce luminiscence bude využita i řada dalších spektroskopických technik.

Preliminary scope of work in English

Riboflavin (vitamin B2) is a molecule that plays an important role in many processes in the body. It is found in some foods (e.g. beer), where it can act as an antioxidant. During the solution of the Bc. Jan Moučka bachelor's thesis "Influence of riboflavin on the production and quenching of singlet oxygen", it was found that riboflavin acts as a photosensitizer of singlet oxygen. Singlet oxygen lifetimes increased with increasing riboflavin concentration in solution, suggesting that riboflavin doesn't quench singlet oxygen but prevents it from quenching. Preventing the interaction of singlet oxygen with the environment could thus represent a way to an antioxidant effect. It will be necessary to investigate this behavior in detail using a unique method of time- and spectrally resolved detection of near-infrared luminescence. Particular attention will be paid to the behavior of riboflavin triplet states, which can be significantly affected by other molecules in the system (e.g. the presence of sodium azide). Photostability of riboflavin during exposure to laser radiation will also be studied. In addition to time-resolved luminescence detection, a number of other spectroscopic techniques will be used.