Využitie fluorescenčnej spektroskopie na stanovenie fáz kromoglykátu sodného

Kvapalné kryštály (LC) sú supramolekulárne materiály, ktoré sú zložené z anizotropných molekúl. Vyznačujú sa niektorými vlastnosťami, ktoré sú typické pre kvapaliny, ale aj pre pevné látky. Ich charakteristickou vlastnosťou je, že pri ohreve v určitej oblasti teplôt alebo po rozpustení pri určitej koncentrácii v rozpúšťadle tvoria mezomorfný alebo parakryštalický medzistav, ktorý sa vyznačuje relatívne vysokým stupňom usporiadania molekúl [1]. Vplyvom zmeny vonkajších podmienok sa usporiadané definované štruktúry preusporiadajú do nových konfigurácií s minimom energie. Práve táto vlastnosť sa využíva v rôznych aplikáciách. LC majú široké uplatnenie v elektronických zariadeniach, svetelných modulátoroch, fotovodičoch, polarizované svetlo emitujúcich materiáloch, termických, chemických a elektronických senzoroch a vysokonapäťových polyméroch. V  poslednej dobe sa upriamuje pozornosť na ich využitie ako systémov pre uvoľňovanie liečiv [2].

Vo všeobecnosti existujú dva typy kvapalných kryštálov - lyotrópne LC a termotrópne LC. Špeciálnu skupinu lyotrópnych LC predstavujú „chromonic“ LC, v ktorých sa amfifilné látky samé zoskupujú vo vodnom roztoku za vzniku agregátov. So zvyšovaním koncentrácie však nedochádza k tvorbe miciel, ale k tvorbe mezofáz, ktorých stabilita závisí od teploty a koncentrácie látky [3]. Príkladom takéhoto LC je kromoglykát sodný (DSCG), liečivo používané na prevenciu astmatických záchvatov. V závislosti od teploty a koncentrácie sa môže vyskytovať v izotrópnej (I), nematickej (N), hexagonálnej (H) fáze alebo v stave, kedy sú v roztoku prítomné dve fázy naraz.

Na charakterizáciu lyotrópnych LC sa bežne využívajú rôzne metódy, ako napríklad polarizačná mikroskopia, transmisná elektrónová mikroskopia, technika rozptylu röntgenového žiarenia, diferenčná skenujúca kalorimetria, ²H, ²³Na a ³⁵Cl NMR spektroskopia [3]. V tejto práci sme sa snažili využiť fluorescenčnú spektroskopiu na stanovenie fázy, ktorú DSCG vytvára za daných podmienok. S rastúcou teplotou sa postupne menila intenzita fluorescencie vodného roztoku DSCG a dochádzalo k posunom emisných maxím. Tieto výsledky odhalili, že fluorescenčné spektrá korešpondujú s jednotlivými fázami, ktoré DSCG pri danej koncentrácii a teplote vytvára, a teda fluorescenčná spektroskopia je ďalšia metodika, ktorá sa môže využiť na charakterizáciu DSCG.

Táto práca vznikla s podporou grantov VVGS-PF-2015-488, VVGS-PF-2015-487, VVGS-PF-2014-454 a VEGA 2/0025/12.

[1] Tomasik, M.R.; Collings, P.J. Journal of Physical Chemistry B 2008, 112, 9883-9889.
[2] Demus, D. Ed. by Bahadur B., World Scientific, 1995, ISBN 9810229755.
[3] Tam-Chang, S.-W.; Huang, L. Chemical Communications 2008, 1957-1967.