Lopende projecten

Ontwikkeling en validatie van een on-the-fly hybride QM/MM aanpak geschikt voor het betrouwbaar implementeren van solventeffecten bij berekende IR en VCD spectra van chirale opgeloste stoffen in polaire en apolaire oplosmiddelen. 01/10/2020 - 30/09/2022

Abstract

ontwikkeling en validatie van een QM/MM benadering voor het berekeningen van infrarood en vibrational circulair dichroisme (VCD) spectra van chirale verbindingen in polaire solventen ... meer details in de engelstalige abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Vervanging van een Vibrationeel Circulair Dichroisme spectrometer. 01/01/2020 - 31/12/2021

Abstract

In 2003 leidde een FWO-project van W. Herrebout (Molecuulspectroscopie) en P. Bultinck (Gent Quantum Chemistry Group, Universiteit Gent) tot de aankoop van een Bruker PMA37-module. Deze module werd aan een bestaande Bruker IFS66v FTIR-spectrometer (geïnstalleerd in 1998) aangebouwd. Naast standaard infraroodspectra, maakte de combinatie van een FTIR-spectrometer en een speciale PMA37-polarisatie-accessoire het mogelijk om vibrationeel circulair dichroisme (VCD) spectra te bekomen, waarin kleine verschillen in absorptie van links en rechts circulair gepolariseerd IR-licht door een chirale (bio)molecule worden gedetecteerd. Continu onderhoud van het FTIR-instrument, inclusief updates van de pc in 2003 en 2011, en regelmatige uitlijning van de optische bank van het VCD-accessoire door de lokale PI, zorgde ervoor dat de opstelling kon worden gebruikt voor onderzoek en fee-for-service-activiteiten en dit op een bijna continue basis tot 2019. In juni 2019 werden elektronische problemen gedetecteerd met de acquisitiekaart die de optische bank van de IFS66v FTIR spectrometer bestuurt. Besprekingen met E. Huys, FTIR-servicetechnicus bij Bruker België en de verantwoordelijke ingenieurs op het hoofdkantoor van Bruker Optics in Ettlingen, (Duitsland) hebben uiteindelijk geleid tot de conclusie dat de huidige opstelling als gevolg van de verouderde elektronica die wordt gebruikt in de FTIR-spectrometer niet langer ondersteund kon worden. Rekening houdend met verdere ontwikkelingen van de VCD-module, waarbij o.a. gebruik gemaakt wordt van een recentere piëzo-elektrische modulator die op een aanzienlijk hogere frequentie werkt (42 kHz in de recentere PMA50 versus 37 kHz in de oudere PMA37) en door het gebruik van modernere acquisitiekaarten en elektronica ter vervanging van de bestaande lock-in-versterker, kon de bestaande module helaas ook niet worden gekoppeld aan de FTIR-spectrometers die momenteel worden geleverd. Om de onderzoekslijnen met betrekking tot vibrerend circulair dichroïsme verder te kunnen ontwikkelen, en om de bestaande lokale en internationale fee-for-service-activiteiten met VCD te waarborgen, wordt in het huidige voorstel financiële steun gevraagd die de vervanging van de huidige opstelling mogelijk maakt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

NILS (Nanoelectromechanical Instruments for Life Sciences) stimuleren. 01/12/2019 - 30/11/2021

Abstract

De FET-aanvraag behandelt de introductie van originele instrumentatie gebaseerd op nanomechanische systemen (NEMS) die worden gebruikt bij diverse analysemethoden in de bioen farmaceutische chemie, met het doel om deze zowel kwalitatief als kwantitatief te verbeteren. De revolutionaire infrarood (IR) detectiegevoeligheid van NEMS vormt de basis voor het concept. De introductie van optimalisatiemethoden voor NEMS-detectoren zorgde voor een recente doorbraak m.b.t. gevoeligheid tot op de detectie van één molecule bij kamertemperatuur, en dat met een ongeziene signaal-ruisverhouding. De bekomen gevoeligheid van enkele femtowatts per vierkantswortel van hertz leidt tot een verbetering van drie ordegroottes ten opzichte van bestaande NEMS-technologie en ten opzichte van gelijkaardige state-of-the-art kamertemperatuur IRdetectoren. Het hoofddoel van dit project is om deze ongeziene detectiegevoeligheid toe te passen om: 1. De hoeveelheid staal die nodig is om eiwitten te kunnen kwantificeren met behulp van IR te minimaliseren naar nano- tot femtogrammen. 2. Het verbeteren van de analyse van de secundaire structuur van eiwitten en de bepaling van de absolute configuratie via IR vibrationeel circulair dichroïsme door het reduceren van de tijd die nodig is voor het opnemen van een spectrum van uren naar minuten. 3. Het voor de eerste keer mogelijk maken van IR-identificaties van één kankercel en één enkele bacterie. 4. Het voor de eerste keer mogelijk maken van IR-analyses van signaalmetabolieten veroorzaakt door één enkele biofilmvormende bacterie. De NEMS IR spectroscopische instrumentatie vormt de basis voor analytische paradigma's in de belangrijkste delen van de bio- en farmaceutische wetenschappen, zoals proteomics, bacteriologie, farmacologie, celbiologie, microbiologie en oncologie. De implementatie van de nieuwe instrumentatie in deze onderzoeksgebieden zal een enorme versnelling van geneesmiddelontdekking, screenings van kankercellen en de zoektocht naar effectieve antibioticatherapie mogelijk maken. Uiteindelijk zal ook het inzicht in gevaarlijke biofilms toenemen, zodat ook de vorming ervan voorkomen kan worden. Het hoofdthema van deze FET-applicatie, waarvoor we recent een verbeterde projectaanvraag hebben ingediend, is instrumentontwikkeling. Deze aanvraag sluit bijgevolg sterk aan bij de recente evoluties binnen de MolSpec onderzoeksgroep waarbij de ontwikkeling en validatie van eigen IRen Raman-gebaseerde meetapparatuur centraal staan. De beschikbare expertise op dit vlak, sterk ontwikkeld sinds mijn aanstelling aan de Universiteit Antwerpen in 2013, maakt van de MolSpec groep een interessante en sterk gewaardeerde partner in het huidige FET-consortium. Met de voorgestelde financiering wenst de MolSpec onderzoeksgroep verdere ontwikkelingen m.b.t. het bouwen van nieuwe en betere laser-gebaseerde lichtbronnen, detectoren/spectrografen, uit te bouwen. Bij de ontwikkeling van de verschillende prototypes wordt o.a. gestreefd naar een optimalisatie van de meettijden en de detectielimieten van de gebruikte analysetechnieken. Naast deze directe link met het onderzoek binnen de FET-applicatie, zal het bouwen en valideren van proof-of-concept instrumenten die dan vergeleken worden met commercieel beschikbare technologie ons ook sterken in toekomstige beurs- en fondsaanvragen, inclusief ERC, en zal de mogelijke rol van de onderzoekgroep binnen andere internationale consortia worden versterkt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Het ontrafelen van de driedimensionale structuur van antimicrobiële peptiden met behulp van optische activiteit spectroscopie. 01/10/2019 - 30/09/2023

Abstract

De toename van antimicrobiële resistentie kan leiden tot internationale onrust doordat het de wereldwijde maatschappij en economie in de toekomst bedreigt door een gebrek aan nieuwe antibiotica. Daarop gaan pharmaceutische bedrijven op zoek naar nieuwe antibiotica dat de bedreiging van antibiotica-resistente bacteriën neutraliseert. Tegenwoordig zoekt men naar een oplossing binnen de veelbelovende klasse van natuurlijke antimicorbiële peptiden (AMPs). Om de natuurlijke AMPs uit te buiten voor het ontwikkelen van nieuwe resistentie-vrije antibiotica voor mensen moet zijn activiteit gerelateerd worden aan zijn werkingsmechanisme. Voor de studie van de driedimensionale structuur van de AMPs in oplossing -wat cruciale informatie verschaft betreffende het werkingsmechanisme- gebruiken chemisten typisch kernspinresonantiespectrsocopie (NMR). Echter, indien NMR gebruikt wordt in combinatie met andere optische spectroscopische technieken, dan wordt er nog een gedetailleerder beeld gevormd van de molecule. Dit is van essentieel belang voor geneesmiddelontwikkeling op een rationele manier. Dit onderzoeksproject combineert Raman optische activiteit, vibrationeel circulair dichroisme en elektronisch circulair dichroisme met NMR resultaten vanuit de litartuur om AMPs te bestuderen. De AMPs vancomycine, ramoplanin en daptomycine zullen structureel volledig ontrafelt worden, zowel individueel in oplossing als interagerend met zijn biologisch doelwit in de bacteriële cel. De belangrijkste focus ligt daarbij op de relatie tussen spectrale observaties met de driedimensionale aspecten van de component. Dit zal ten slotte de ontwikkeling van een methodologie toelaten dat toepasbaar is op een brede waaier van AMPs die interessant zijn in de farmaceutische wereld.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De studie van de structuur-activiteitsrelatie in artemisinine-transferrine adducten met behulp van Raman optische activiteit. 01/10/2019 - 30/09/2021

Abstract

Vandaag de dag is kanker uitgegroeid tot één van de dodelijkste ziektes in onze huidige maatschappij. Tot op heden kunnen we gediagnosticeerde mensen nog geen zekerheid bieden op herstel. De behandelingen kunnen vaak maar tot op een bepaalde moment gebruik worden. Daarenboven komt nog eens dat ze meestal ongewenste bijwerkingen met zich meebrengen. Dit heeft tot gevolg dat er een prangende en stijgende vraag is naar nieuwe, efficiëntere therapieën met zo weinig mogelijk bijwerkingen. Uit onderzoek blijkt Artemisinine, een anti-malariamedicijn, over veel potentieel te beschikken om de rol van nieuwe generatie kankerbehandeling in te vullen. Vanwege de complexiteit van de huidige assemblage zijn de klinische ontwikkelingen traag. Dit omdat Arteminisine moet binden op het ijzertransporterende eiwit tranferrine. In dit project is een protocol voor de gedetailleerde structurele analyse van artemisinine-tranferrinecomplexen voorgesteld. De structuur van de oplossing wordt bestudeerd door gebruik te maken van een combinatie van state-of-the-art chiroptische spectroscopische technieken en cutting-edge computational chemie. Door correlatie van deze bevindingen met activiteitsstudies is het te hopen dat het proces van het ontwikkelen van artemisinine in een rendabel geneesmiddel tegen kanker wordt gestroomlijnd voorafgaande aan de dure (zowel tijd als geld) klinische studies. Daarom is het voorzien dat het protocol voorrang zal definiëren op andere pre-klinisch geneesmiddelenonderzoek.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Afgelopen projecten

Ontwikkeling en validatie van een on-the-fly hybride QM/MM aanpak geschikt voor het betrouwbaar implementeren van solventeffecten bij berekende IR en VCD spectra van chirale opgeloste stoffen in polaire en apolaire oplosmiddelen. 01/10/2018 - 30/09/2020

Abstract

ontwikkeling en validatie van een QM/MM benadering voor het berekeningen van infrarood en vibrational circulair dichroisme (VCD) spectra van chirale verbindingen in polaire solventen ... meer details in de engelstalige abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De studie van de structuur-activiteitsrelatie in artemisinine-transferrine adducten met behulp van Raman optische acitviteit 01/10/2017 - 30/09/2019

Abstract

Vandaag de dag is kanker uitgegroeid tot één van de dodelijkste ziektes in onze huidige maatschappij. Tot op heden kunnen we gediagnosticeerde mensen nog geen zekerheid bieden op herstel. De behandelingen kunnen vaak maar tot op een bepaalde moment gebruik worden. Daarenboven komt nog eens dat ze meestal ongewenste bijwerkingen met zich meebrengen. Dit heeft tot gevolg dat er een prangende en stijgende vraag is naar nieuwe, efficiëntere therapieën met zo weinig mogelijk bijwerkingen. Uit onderzoek blijkt Artemisinine, een anti-malariamedicijn, over veel potentieel te beschikken om de rol van nieuwe generatie kankerbehandeling in te vullen. Vanwege de complexiteit van de huidige assemblage zijn de klinische ontwikkelingen traag. Dit omdat Arteminisine moet binden op het ijzertransporterende eiwit tranferrine. In dit project is een protocol voor de gedetailleerde structurele analyse van artemisinine-tranferrinecomplexen voorgesteld. De structuur van de oplossing wordt bestudeerd door gebruik te maken van een combinatie van state-of-the-art chiroptische spectroscopische technieken en cutting-edge computational chemie. Door correlatie van deze bevindingen met activiteitsstudies is het te hopen dat het proces van het ontwikkelen van artemisinine in een rendabel geneesmiddel tegen kanker wordt gestroomlijnd voorafgaande aan de dure (zowel tijd als geld) klinische studies. Daarom is het voorzien dat het protocol voorrang zal definiëren op andere pre-klinisch geneesmiddelenonderzoek

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De studie van structuur-functie relatie in transferrine-artemisinine adducten met behulp van Raman optische acitviteit. 01/10/2016 - 30/09/2017

Abstract

Vandaag de dag is kanker uitgegroeid tot één van de dodelijkste ziektes in onze huidige maatschappij. Tot op heden kunnen we gediagnosticeerde mensen nog geen zekerheid bieden op herstel. De behandelingen kunnen vaak maar tot op een bepaalde moment gebruik worden. Daarenboven komt nog eens dat ze meestal ongewenste bijwerkingen met zich meebrengen. Dit heeft tot gevolg dat er een prangende en stijgende vraag is naar nieuwe, efficiëntere therapieën met zo weinig mogelijk bijwerkingen. Uit onderzoek blijkt Artemisinine, een anti-malariamedicijn, over veel potentieel te beschikken om de rol van nieuwe generatie kankerbehandeling in te vullen. Vanwege de complexiteit van de huidige assemblage zijn de klinische ontwikkelingen traag. Dit omdat Arteminisine moet binden op het ijzertransporterende eiwit tranferrine. In dit project is een protocol voor de gedetailleerde structurele analyse van artemisinine-tranferrinecomplexen voorgesteld. De structuur van de oplossing wordt bestudeerd door gebruik te maken van een combinatie van state-of-the-art chiroptische spectroscopische technieken en cutting-edge computational chemie. Door correlatie van deze bevindingen met activiteitsstudies is het te hopen dat het proces van het ontwikkelen van artemisinine in een rendabel geneesmiddel tegen kanker wordt gestroomlijnd voorafgaande aan de dure (zowel tijd als geld) klinische studies. Daarom is het voorzien dat het protocol voorrang zal definiëren op andere pre-klinisch geneesmiddelenonderzoek.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een experimentele en theoretische studie naar de competitie tussen halogeenbruggen en waterstofbruggen. 01/10/2015 - 30/09/2017

Abstract

De competitie tussen halogeenbruggen en waterstofbruggen wordt experimenteel bestudeerd aan de hand van vibratiespectroscopie (IR en Raman) in vloeibare edelgassen, waarin complexen tussen CHF2I, CF2HCF2I, C2HF2I, etc. en verschillende Lewis-basen geanalyseerd worden. Daarnaast worden ter ondersteuning eveneens computationele berekeningen uitgevoerd. Het doel van deze studie beperkt zich niet tot het bepalen van de sterkte van beide niet-covalente interacties, maar dient eveneens om theoretische inzichten te verwerven over beide interacties op basis van experimenteel waargenomen trends.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Naar een doorbraak in toepassingen van vibrationele optische activiteit: experimentele en theoretische studie naar crowding effecten bij proteïnen. 01/01/2015 - 31/12/2018

Abstract

Dit onderzoeksproject stelt zich tot doel om experimentele data te verzamelen over het effect van crowded omgevingen op proteïnen met behulp van twee baanbrekende spectroscopische technieken, Raman optische activiteit (ROA) en vibrationeel circulair dichroïsme (VCD). De bekomen experimentele data worden vergeleken met theoretische voorspellingen, waarbij een conclusie over de aard en het belang van de invloed van crowding effect op het gedrag van proteinen in cellulaire omgeving bepaald kan worden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ophelderen van structurele motieven in intrinsiek ongeordende eiwitten m.b.v. Raman optische activiteit: het doorgronden van de basis van neurodegeneratieve ziekten. 01/10/2013 - 30/09/2017

Abstract

In de vergrijzende Westerse Wereld vormen leeftijdsgebonden neurodegeneratieve ziekten zoals alzheimer en parkinson een sterk opkomende problematiek. Typisch bij deze ziekten is eiwitafzetting in de hersenen, wat leidt tot degeneratie van hersenweefsel. De eiwitten die verantwoordelijk zijn voor deze degeneratie maken deel uit van een groep eiwitten aan de periferie van de structurele biologie: de intrinsiek ongeordende eiwitten (IUPs). Deze missen de structurele elementen die traditioneel geassocieerd worden met eiwitfunctie en werden historisch gezien lang genegeerd als "niet-functioneel". In proteomics worden deze IUPs echter wel functioneel bevonden, maar wordt vnl. op de defecte werking van IUPs gefocust. Door het gebrek aan klassieke structurele elementen bij deze groep van eiwitten en vanwege hun dynamische aard, schieten conventionele methoden voor structuurbepaling echter te kort en blijkt ons fundamenteel begrip van "structuur" te beperkt. Het is daarom imperatief om nieuwe methoden te ontwikkelen voor de structurele analyse van IUPs om zodoende een nieuw begrip te creëren van eiwitstructuur. Dat laatste is exact het doel van voorliggend project: door het combineren van state-of-the-art chiroptische spectroscopische technieken en baanbrekende computationele chemie de wereld van IUPs in detail analyseren om zo de basis van eiwitstructuur te herdefiniëren en ultiem het begrip te ondersteunen van hoe een normaal, functioneel IUP verandert in een pathogene entiteit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een infrarood en Raman studie aan cryogene oplossingen van N-H...pi waterstofbrug gebonden clusters tussen (methyl gesubstitueerde) pyrrolen en een selectie van pi-elektron donoren. 01/10/2013 - 30/09/2015

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een experimentele en theoretische studie naar de competitie tussen halogeenbruggen en waterstofbruggen. 01/10/2013 - 30/09/2015

Abstract

De competitie tussen halogeenbruggen en waterstofbruggen wordt experimenteel bestudeerd aan de hand van vibratiespectroscopie (IR en Raman) in vloeibare edelgassen, waarin complexen tussen CHF2I, CF2HCF2I, C2HF2I, etc. en verschillende Lewis-basen geanalyseerd worden. Daarnaast worden ter ondersteuning eveneens computationele berekeningen uitgevoerd. Het doel van deze studie beperkt zich niet tot het bepalen van de sterkte van beide niet-covalente interacties, maar dient eveneens om theoretische inzichten te verwerven over beide interacties op basis van experimenteel waargenomen trends.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Raman optisch activiteit als drijvende kracht in de verzelfstandiging van 'The European Centre for Chirality". 01/09/2013 - 31/12/2013

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds IWT. UA levert aan IWT de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een experimentele studie van de competitie tussen halogeenbruggen en waterstofbruggen. 01/10/2012 - 30/09/2013

Abstract

De competitie tussen halogeenbruggen en waterstofbruggen wordt experimenteel bestudeerd aan de hand van vibratiespectroscopie (IR en Raman) in vloeibare edelgassen, waarin complexen tussen CHF2I, CF2HCF2I, C2HF2I, etc. en verschillende Lewis-basen geanalyseerd worden. Daarnaast worden ter ondersteuning eveneens computationele berekeningen uitgevoerd. Het doel van deze studie beperkt zich niet tot het bepalen van de sterkte van beide niet-covalente interacties, maar dient eveneens om theoretische inzichten te verwerven over beide interacties op basis van experimenteel waargenomen trends.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een infrarood en Raman studie aan cryogene oplossingen van N-H...pi waterstofbrug gebonden clusters tussen (methyl gesubstitueerde) pyrrolen en een selectie van pielektron donoren. 01/10/2011 - 30/09/2013

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van experimentele en theoretische modellen voor de bepaling van de absolute configuratie van chirale verbindingen: nieuwe benaderingen gebaseerd op een tweede generatie Dual PEM Vibrationeel Circulair Dichroïsme spectrometer. 01/01/2011 - 31/12/2014

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Dual PEM ChiralIR-2X : de eerste tweede generatie VCD spectrometer in Europa als basis voor het "Antwerp - Ghent - BioTools European Centre on Vibrational Optical Activity". 01/09/2010 - 31/08/2011

Abstract

Onderzoeken van de leefbaarheid van een dienstverlenende onderneming die als doel heeft een Europees Excellentie centrum te worden voor het bepalen van de absolute configuratie van chirale verbindingen. Deze onderneming is een spin-off die de expertise en kennis van vibrationele optische activiteitsbepaling bestaande binnen UA en UGent bundelt en deze combineert met de commerciële expertise van BioTools.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Bepaling van de gasfase complexatie enthalpie en entropie van anesthetica met verscheidene Lewis basen. 01/02/2010 - 30/09/2011

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Michielsen Bart

Onderzoeksgroep(en)

Zwakke intermoleculaire interacties tussen klassieke anesthetica en enkele typische Lewis basen: een FTIR en Raman studie. 01/10/2009 - 30/09/2011

Abstract

De doelstelling is het aantonen van de vorming van complexen tussen de anesthetica en diverse nucleofielen. Voor deze laatste zullen moleculen met uiteenlopende elektronendonoren ingezet worden waarvan reeds is vastgesteld dat ze oplosbaar zijn in cryogene oplosmiddelen. Naast de klassieke Lewis basen (CD3)2O, (CD3)3N en (CD3)2S zal tevens gewerkt worden met CD3F en CD3Cl. Daarnaast zullen ook complexen met C2D4, C2D2 en C6H6 onderzocht worden om inzicht te verwerven omtrent CH···pi interacties. De vorming van complexen wordt waargenomen door het verschijnen van nieuwe absorptiebanden in de vibratiespectra van mengsels van een anestheticum en de gekozen Lewis base, opgelost in een cryogeen solvent.

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Van Der Veken Benjamin
  • Co-promotor: Herrebout Wouter
  • Mandaathouder: Michielsen Bart

Onderzoeksgroep(en)

Raman spectroscopie van structuur en kinetiek in oplossingen. 01/01/2009 - 31/12/2012

Abstract

Het voorgestelde project omvat twee toepassingen van Raman spectroscopie. Het eerste luik situeert zich op het vlak van intermoculaire interacties en omvat de studie van moleculaire complexen gestabiliseerd door C-Y¿X halogeen- en/of C-H¿X waterstofbruggen via oplossingen in vloeibare edelgassen. Het tweede luik omvat het gebruik van Raman spectroscopie bij de optimalisatie van de reactieparameters van organische reacties die gekatalyseerd worden door palladium- en/of koper-complexen, en de karakterisatie van reactie-intermediaren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Vergelijkende studie van C-H...pi en C-H...n waterstofbruggen gevormd tussen diverse aromatische modelsystemen en de verdovingsgassen halothaan en sevofluraan. 01/01/2009 - 31/12/2011

Abstract

Infiormatie omtrent zwakke moleculaire interacties tussen klassieke verdovingsgassen en (hetero)aromatischemodelsystemen worden genalyseerd via een combinatie van infrarood- en Raman spectroscopie enerzijds en vloeibare edelgasoplossingen anderzijds. De gegevens leveren informatie omtrent de interacties tussen de verdovingsgassen en aromatische substituenten in eiwitten en andere biomoleculen

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Zwakke intermoleculaire interacties tussen klassieke anesthetica en enkele typische Lewis basen: een FTIR en Ramanstudie. 01/10/2007 - 30/09/2009

Abstract

De doelstelling is het aantonen van de vorming van complexen tussen de anesthetica en diverse nucleofielen. Voor deze laatste zullen moleculen met uiteenlopende elektronendonoren ingezet worden waarvan reeds is vastgesteld dat ze oplosbaar zijn in cryogene oplosmiddelen. Naast de klassieke Lewis basen (CD3)2O, (CD3)3N en (CD3)2S zal tevens gewerkt worden met CD3F en CD3Cl. Daarnaast zullen ook complexen met C2D4, C2D2 en C6H6 onderzocht worden om inzicht te verwerven omtrent CH···pi interacties. De vorming van complexen wordt waargenomen door het verschijnen van nieuwe absorptiebanden in de vibratiespectra van mengsels van een anestheticum en de gekozen Lewis base, opgelost in een cryogeen solvent.

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Van Der Veken Benjamin
  • Co-promotor: Herrebout Wouter
  • Mandaathouder: Michielsen Bart

Onderzoeksgroep(en)

Zwakke intermoleculaire interacties tussen klassieke anesthetica en enkele typische Lewis basen: een FTIR en Raman studie. 01/10/2006 - 30/09/2007

Abstract

De vorming van zwakke intermoleculaire complexen van klassieke anesthetica zoals halothaan, enfluraan, isofluraan en methoxyfluraan met een verscheidenheid aan Lewis bases wordt onderzocht in cryogene oplossingen (vloeibaar argon, vloeibaar krypton en vloeibaar xenon) met behulp van FTIR spectroscopie. De experimentele gegevens over de complexen worden aangevuld met ab initio berekeningen, statistische thermodynamica en Monte Carlo / Free Energy Perturbation Theory (MC-FEP) simulaties.

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Van Der Veken Benjamin
  • Co-promotor: Herrebout Wouter
  • Mandaathouder: Michielsen Bart

Onderzoeksgroep(en)

Raman spectroscopie van structuur en kinetiek in oplossingen. 01/01/2006 - 31/12/2009

Abstract

Onze vroegere ervaring heeft aangetoond dat in een aantal gevallen de gezochte informatie niet kan bekomen worden met behulp van infraroodspectroscopie, wat meestal samenhangt met het felt dat de interessante infraroodbanden te zwak zijn om met goed gevolg gedetecteerd en gekwantificeerd te worden. Meestal biedt in die gevallen Raman spectroscopie de oplossing omwille van de vuistregel die zegt dat zwakke infraroodtransities meestal sterk zijn in Raman (en omgekeerd). Het voorgestelde onderzoek zal deze complementariteit zoveel mogelijk uitbuiten. Het project omvat twee luiken. In het eerste wordt een studie voorgesteld die aansluit bij de vroeger opgebouwde expertise van de groep cryospectroscopie en die zich situeert op het vlak van de Raman spectroscopie van zwakke intermoleculaire complexen. In het tweede luik wordt dezelfde techniek, Raman spectroscopie, gebruikt voor de optimalisatie van de reactieparameters van enkele belangrijke recente types reacties die gekatalyseerd worden door palladium- en/of koper-complexen. Dit laatste luik loopt in samenwerking met prof. dr. B. Maes van de onderzoeksgroep Organische Synthese.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van nieuwe cryostaten geschikt voor de infraroodstudie van cryogene media. 01/01/2006 - 30/06/2006

Abstract

Om nieuwe doorbraken te kunnen realiseren op het vlak van de experimentele en theoretische studie van diverse solute-solvent effecten zoals die voorkomen in cryogene omgevingen worden twee nieuwe cryostaten ontwikkeld. De eerste cryostaat zal gebruikt worden voor de studie van vaste matrices, waarbij de te bestuderen verbindingen geïsoleerd worden in een kristallijn edelgas. De tweede cryostaat, gebaseerd op een zgn. multipass set-up met een optisch pad van 100 cm, zal gebruikt worden voor de studie van uiterst zwakke fenomenen, die met de klassieke, reeds aanwezige, opstellingen niet bestudeerd kunnen worden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Zwakke intermoleculaire interacties tussen klassieke anesthetica en enkele typische Lewis basen: een FTIR studie. 01/05/2005 - 30/04/2009

Abstract

De vorming van zwakke intermoleculaire complexen van klassieke anesthetica zoals halothaan, enfluraan, isofluraan en methodyxfluraan met een verscheidenheid aan Lewis bases wordt onderzocht in cryogene oplossingen (vloeibaar argon, vloeibaar krypton en vloeibaar xenon) met behulp van FTIR spectroscopie. De experimentele gegevens over de complexen worden aangevuld met ab initio berekeningen, statistische thermodynamica en Monte Carlo / Free Energy Perturbation Theory (MC-FEP) simulaties.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Experimentele en Theoretische Studie van Collision Induced Absorption (CIA) spectra m.b.v. cryogene oplossingen. 01/04/2005 - 31/12/2005

Abstract

Experimentele informatie omtrent Collision Induced Absorption (CIA) spectra wordt bekomen door de studie van cryogene oplossingen waarbij eenvoudige verbindingen zoals H2, HD, D2, N2 and O2 worden opgelost in diverse cryosolventen (vloeibaar neon, vloeibaar argon, vloeibaar CF4, en vloeibaar SF6). De experimentele resultaten, bekomen met infrarood- en Raman spectroscopie, worden gebruikt voor de ontwikkeling en verfijning van theoretische modellen waarmee de eigenschappen van de CIA spectra verklaard en voorspeld kunnen worden.

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Van Der Veken Benjamin
  • Co-promotor: Herrebout Wouter
  • Mandaathouder: Kouzov Alexander

Onderzoeksgroep(en)

Implementatie van vibrationeel circulair dichroisme voor de bepaling van absolute configuratie. 01/01/2004 - 31/12/2006

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Bijdrage tot de studie van transitiedipool-transitiedipool interactie in de vloeistoffase. 01/01/2004 - 31/12/2005

Abstract

De vibratiespectra van symmetrische moleculen zoals NF3, CF4, SF6, OCS en CHF3, opgelost in vloeibare edelgassen staan reeds geruime tijd in de belangstelling. In verdunde oplossingen, bij concentraties C < 10-4 mol/mol, vertonen de spectra een aantal nauwe absorptiebanden die nauwkeurig beschreven kunnen worden door Lorentz functies. De spectra van de zuivere cryogene vloeistoffen daarentegen vertonen naast symmetrische banden ook een aantal brede banden met complexe, asymmetrische profielen. Zulke complexe contouren worden enkel waargenomen bij banden waarvoor het transitiedipoolmoment zeer groot is. Om deze effecten te interpreteren worden modellen gebruikt die de resonantie dipool-dipool interacties tussen moleculen beschrijven. In de literatuur wordt dikwijls gerefereerd naar TD-TD interacties, ofwel de interacties tussen transitiedipoolmomenten. De bestaande theorie omtrent TD-TD interacties, afgeleid door D.N. Shchepkin, laat toe de energieniveaus waartussen vibrationele transities optreden te berekenen, evenals de bijhorende transitieprobabiliteiten. Eveneens is het mogelijk om spectrale bandmomenten te berekenen, die dan gecorreleerd worden aan fysische eigenschappen van de onderzochte oplossingen, zoals het aantal moleculen dat zich in de eerste coördinatiesfeer rond een bepaalde molecule bevindt en de onderlinge afstand tussen de moleculen. Hoewel het model reeds goede resultaten heeft geleverd voor de infraroodspectra van de bovengenoemde moleculen, is de hoeveelheid experimentele gegevens beperkt, en is daarom verder onderzoek nodig. Het doel van dit project is het theoretische model dat TD-TD interacties beschrijft te testen aan de hand van meer experimentele informatie. Daartoe worden in de eerste plaats infraroodspectra van de moleculen OCS, NF3, BF3, SiF4, SF4, CHF2CF3 en CXF3 met X = Cl, Br, I opgelost in vloeibaar argon, krypton of xenon, in een breed concentratiegebied onderzocht op de aanwezigheid van TD-TD interacties. Indien het TD-TD effect zich manifesteert in de onderzochte oplossingen, worden vervolgens met behulp van het Shchepkin model theoretische spectra berekend, die dan met de experimentele spectra worden vergeleken. Aansluitend zullen Monte Carlo simulaties uitgevoerd worden om het bestaande model uit te breiden en te verfijnen. Tot op heden werd in de literatuur, bij de berekening van het door TD-TD interactie gestoorde spectrum, steeds uitgegaan van een systeem waarbij de onderlinge oriëntatie van de moleculen werd vastgehouden in een welbepaalde configuratie. Eveneens werden tot nu toe voor parameters zoals de afstand tussen een molecule en zijn buren in de eerste coördinatiesfeer, evenals het aantal moleculen in die coördinatiesfeer, steeds afgeschatte waarden gebruikt. Simulaties van cryogene oplossingen door middel van Monte Carlo berekeningen laten echter toe om, binnen de nauwkeurigheid van het gebruikte potentiaalmodel, de structuur en de samenstelling van de omgeving rond een bepaalde molecule nauwkeurig te berekenen. Eveneens is het met deze simulaties mogelijk de oriëntatie van de moleculen vrij te laten, waardoor het mogelijk wordt voor iedere willekeurige configuratie van het systeem een spectrum te berekenen.

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Van Der Veken Benjamin
  • Mandaathouder: Vanspeybrouck Wim

Onderzoeksgroep(en)

Financiering vervanging basisuitrusting voor de aankoop van vacuüm-voorpompen. 01/10/2003 - 31/12/2003

Abstract

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Van Der Veken Benjamin

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van een hogedruklijn geschikt voor de manipulatie van gasvormig trimethylamine en dimethylsulfide. 01/05/2003 - 30/04/2005

Abstract

Tijdens voorliggend project zal een hogedruklijn geconstrueerd worden zodat oplossingen van trimethylamine en dimethylsulfide opgelost in vloeibare edelgassen onderzocht kunnen worden. Deze oplossingen zullen gebruikt worden voor de studie van verschillende C-H...N, C-H...S, C-X...N en C-X...S (X = CI, Br, I) interacties. Deze experimentele gegevens zullen gebruikt worden voor de evaluatie van de modellen vooropgesteld tijdens het onderzoek naar C-H...O eigenlijke en oneigenlijke waterstofbruggen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

FTIR studie van H-Xe-Br en D-Xe-Br in vloeibaar xenon. 01/01/2003 - 31/12/2004

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Cryosprectroscopisch onderzoek van eigenlijke en oneigenlijke C-H¿O waterstofbruggen: de Van der Waals complexen van dimethylether, aceton en oxiraan met diverse proton donors. 17/10/2002 - 13/09/2004

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Transitiedipool - transitiedipool interacties in geconcentreerde cryogene oplossingen en in zuivere vloeistoffen: constructie van infrarood meetcellen met een beperkte weglengte. 01/10/2002 - 31/12/2003

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Omkaderings- en startkredieten ZAP-leden: aankoop van onderzoeksapparatuur; Beowulf cluster (server, 8 clients, switch e laserprinter). 01/03/2002 - 30/09/2004

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

FTIR studie van eigenlijke en oneigenlijke waterstofbruggen in cryogene oplossingen 01/01/2002 - 31/12/2003

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Zwakke en sterke intermoleculaire interacties: de studie van Van der waals moleculen in cryo-oplossingen, en van waterstofbruggen in de vaste fase, met behulp van infrarood spectroscopie. 01/01/2000 - 31/12/2003

Abstract

Op het vlak van zwakke interacties zullen complexen van diazomethaan met waterstof chloride en boor trifluoride onderzocht worden in cryo-oplossingen. De stoechiometrie en de complexatie-enthalpie zullen bepaald worden met behulp van infraroodspectroscopie, en de structuur van de complexen zal voorspeld worden met ab initio berekeningen. Op het vlak van de sterke interacties zullen de waterstofbruggen onderzocht worden in de vaste fase van ?-amidocarbonzuren met behulp van variabele-temperatuur infraroodspectroscopie.

Onderzoeker(s)

  • Promotor: Van Der Veken Benjamin
  • Co-promotor: Desseyn Herman
  • Co-promotor: Herrebout Wouter

Onderzoeksgroep(en)