תחומי המחקר של חברי.ות הסגל

פרופ' רועי אמיר

שימוש בכימיה אורגנית לשם סינטזה של פולימרים "חכמים" המשמשים אותנו להכנה של מערכות המורכבות ממספר רב ומסוגים שונים של פולימרים. המחקר עוסק בתכנון, הכנה ואפיון של המערכות הסופראמולקולריות תוך דגש על חקירת הקשר בין המבנה המולקולרי של הפולימרים והאופן בו הם מסתדרים לתת מבנה מורכב יותר. התחומים העיקריים בקבוצה הינם:           

1. תכנון והכנה של מערכות להובלה ולשחרור מבוקר של חומרים פעילים (תרופות, DNA/RNA, מולקולות סימון וחומרי הדברה) המבוססות על היברידים של פולימרים לינארים ודנדרימרים.

2. פיתוח מערכות הובלה היכולות לדווח על מיקןם ומידת הפעלתן ע״י שינוי בתכונותיהן הספקטרליות (NMR//MRI ופלואורסנציה).

3. פיתוח של  אבני בניין פולימריות ליצירתם של ננו-מבנים ו/או מערכים סופראמולקולרים מורכבים ויישומם במגוון תחומים בננו-טכנולוגיה.

4. תכנון ופיתוח של הידרו-ג׳לים להדפסת תלת-מימד.

ד"ר מחמד גבארה

במעבדה משתמשים בכלים של סינתזה כימית מודרנית: כימיה אורגנית, ביו-אורגנית, ואורגנו-מתכתית; סינתזה על מצע מוצק, וכימיה קומבינטורית לבנייתם של חלבונים טבעיים ומלאכותיים להבנת תהליכים תאיים. תחומי מחקר עיקריים:

• כימיה ביו-אורגנית, כימיה של פפטידים וחלבונים, כימיה ביולוגית

• פיתוח שיטות לסינתזה כימית של פפטידים וחלבונים בעלי חשיבות תרופתית וביולוגית

• הכנת מקרומולקולת לבקרה על ביטוי אונקוגני על בסיס חלבונים וחומצות גרעין

• חקר השפעת עיבוד גורמי שעתוק על ביטוי גנים

• פיתוח וחקירה של חלבונים מלאכותיים לרגולציה על חומצות גרעין

פרופ' מיכאל גוזין

1. כימיה של פולרנים וביופולימרים. פיתוח שיטות סינתטיות להכנה של חומצות אמיניות, פפטידים וחומצות גרעין הנגזרות מפולרן.

2. פיתוח תרופות המבוססות על פולרן ובעלות תכונות תרפאותיות לטיפול במחלות הקשורות במערכת העצבים ומחלות לב-ריאה (הפרוייקט מתבצע בשיתוף פעולה עם הפקולטה לרפואה של אוניברסיטת Harvard).

3. פיתוח שיטות סינתטיות להכנה של חומרים המשמשים כרכיבים במערכות של אלקטרוניקה מולקולרית (הפרוייקט מתבצע בשיתוף פעולה עם מרכז לננו-טכנולוגיה של  אוניברסיטת תל-אביב ומעבדות Bell בארה"ב).

פרופ' רומן דוברובצקי

המטרה המרכזית במחקר המתבצע במעבדתי היא פיתוח חומרים חדשים לשפעול מולקולות קטנות. אקטיבציה של מולקולות קטנות, תמיד משכה אליה תשומת לב רבה בעולם המדעי, בשל מאגרי אנרגיה כימית נגישה המאוחסנת במולקולות כגון H2, N2, O2, H2O, CH4 וכו', או מאגר של חומר גלם פחמני הטמון במולקולות כמו CO2, CO וכדומה. לרוב אנחנו מעוניינים בזרזים המבוססים על יסודות קבוצה ראשית כאלטרנטיבה לזרזים המבוססים על מתכות מעבר כבדות, או אצילות. התחומים העיקריים במעבדה שלי הם:

1. סינתזה של ראדיקלים חדשים ואקטיבציה של מולקולות קטנות בעזרתם.

2. סינטזה ופיתוח של זרזים המבוססים על יסודות קבוצה ראשית לאקטיבציה ושימוש של מולקולות קטנות בסינתזה.

3. שימוש ביכולת של החומרים המסונתזים לאקטב מולקולות שונות לבניית ננו-מבנים שונים כגון בלוק-קופולימרים, ריאקטורים כימיים, ומבנים קוולנטיים אורגניים (COF). 

פרופ' ארקדי ויגלוק

1. כימיה סופראמולקולרית

   1. ייצוב ויישום שיטות סינטטיות של מערכות קטליטיות חדשות על בסיס של קומפלקסים מתכתיים לתגובות ROP של אופוקסידים, לקטונים ולקטידים.

   2. חיישנים כימיים

2. כימיה ירוקה

   1. כימיה "על מים"

   2. סינתזה של פוליפפטידים בעלי חומצות אמינו מותמרות לשימוש בתור ליגנדות לקטליזה בתמיסות מימיות.

3. פלואורסנציה נוקלאופילית ואלקטרופילית עם מתכות מעבר מאוחרות.

   1. מנגנונים של שלבים מרכזיים בכימיה אורגנו-מתכתית: סיפוח מחמצן, אלימינציה והשימוש של קומפלקסים מתכתיים עם פלואור.

פרופ' יורם כהן

1. מדידית דיפוזיה בטכניקות של NMR במערכות סופראמולקולאריות. שימוש במקדם הדיפוזיה למיפוי אינטרקציות בין צורונים כימיים במערכות סופראמולקולאריות.

2. מיכלים מולקולאריים – שימוש בטכניקות NMR תוך התמקדות במדידות דיפוזיה לקביעת המבנה, יחסי אורח-מארח, ארגון עצמי והכרה עצמית במיכלים מולקולאריים.

3. שימוש ב-MRI תוך התמקדות במדידת דיפוזיה לחקר המבנה ומחלות של מערכת העצבים המרכזית. פיתוח וישום של מדידות דיפוזיה בטכניקות MRI במרחב ה-q לקבלת אינפורמציה מבנית ופתופיזיולוגיות של איברים מבודדים וב- in vivo. חקירת מודלים של מחלות ניורוליוגיות כמו שבץ מוחי, חבלת ראש, EAE , Alzheimer.

4. פיתוח שיטות הדמיה חדשות המבוססות על double–PFG MRI וישומים שלה בחקר המוח. חקר שינויים דינאמים במוח בעזרת double PFG MRI.

5. חומרי ניגוד מכווני מטרה ל-MRI לשימוש בהדמיה תאית ומולקולארית של מערכת העצבים המרכזית. הכנה, איפיון המבנה של קומפלקסים פאראמגנטיים וננו-חלקיקים מגנטיים ושימושם ב-MRI של מערכת העצבים המרכזית. מעקב אחרי השתלת תאים בעזרת ננו-חלקיקים מגנטיים.

פרופ' שמואל כרמלי

1. בידוד וקביעת מבנה של חומרי טבע פעילים ביולוגית מתרביות של ציאנובקטריה, בקטריות ממקורות ימיים ויבשתיים, פטריות ממקור ימי,  אסצידיות וספוגים לשם פתוח תרופות אנטי סרטניות, אנטי מיקרובייליות ומעכבות לאנזימים פרוטאוליטיים.

2. הקשר בין פעילותם הביולוגית של החומרים לתפקידם האקולוגי. ציאנובקטריה הפורחות במאגרי מים מייצרות לעתים קרובות רעלנים. פעילותם של רעלנים אלו מוגברת עקב נוכחותם של חומרי טבע פעילים אחרים המיוצרים בו-זמנית על-ידי בקטריות אלו. פעילותם של חומרי הטבע נחקרת לשם הבנת תיפקודם במערכת האקולוגית ולשם פתוח תרופות.

3. בידוד וקביעת מבנה של חומרי טבע פעילים ביולוגית מפטריות ימיות. הקשר של פטריות לאורגניזמים ימיים (כפתוגנים, אורחים או סימביונטים) אינו ברור. אנו מנסים להתחקות אחר הקשר הזה ע"י בידוד חומרי הטבע אשר פטריות אלו מייצרות בתרבית ובחינת פעילותם הביולוגית על אורגניזמים אחרים ובמערכת האקולוגית בה נמצאו.

פרופ' משה פורטנוי

1. פיתוח ואופטימיזציה של שיטות סינתטיות על מצע מוצק.

2. סינתזה ודריבטיזציה של דנדרונים על מצע מוצק.

3. יצירת מערכות קטליטיות מולטיוולנטיות/דנדריטיות על המצע מוצק ובדיקת אפקטים מולטיוולנטיים/דנדריטיים בקטליזה.

4. סינתזת מולקולות דנדריטיות, לרבות קטליזטורים דנדריטים, בתמיסה. השוואת פעילות קטליזטורים דנדריטים הטרוגניים לאנאלוגים הומוגניים.

5. יצירת אורגנוקטליזטורים על מצע מוצק ובתמיסה, לרבות אורגנוקטליזטורים דנדריטיים וביפונקציונליים.

6. פיתוח תהליכים אורגנוקטליטיים חדשים.

7. שימוש בתבניות דנדריטיות למטרות ביורפואיות: הכנת חמרים דנדריטיים להדמיה וחמרים דנדריטיים בעלי פעילות ביולוגית.

פרופ' מיכה פרידמן

נושאי המחקר מתמקדים באינטגרציה בין כימיה אורגנית לביולוגיה, במטרה לחקור תהליכים ביולוגיים.  עבודת המחקר במעבדה מבוססת על חשיבה ופרקטיקה אינטרדיסציפלינרית המשתנה בהתאם לאופיו של הפרויקט ומאפשרת הכשרת מדענים עם חשיבה רחבה ויכולת משולבת לחקור שאלות מדעיות בעלות חשיבות ביולוגית רבה ומשמעויות אפליקטיביות.

1. פיתוח שיטות סינתטיות ומתודולוגיות לסינתזה אורגנית של מונו ואוליגו סוכרים.

2. פיתוח וחקר חומרים אנטימיקוביאליים

3. פיתוח וחקר גישות חדשות חדשות לטיפול בגידולים במערכת העצבים המרכזית ואלצהיימר.

פרופ' משה קול

כימיה אורגנית, כימיה אי-אורגנית, כימיה אורגנומתכתית וכימיה סופראמולקולרית

תכנון והכנה של ליגנדות צבת חדישות ממשפחות האמין-פנולאט וממשפחות התיו-פנולאט: אמין-מונו(פנולאט), אמין-ביס(פנולאט),  אמין-טריס(פנולאט), דיאמין ביס(פנולאט) כירלי, דיתיו-דיפנולאט, וכו. חקר הקישור של ליגנדות אלה למתכות מעבר מוקדמות, למתכות לנתנידיות, ולמתכות השורה הראשית, ופיתוח קטליזטורים חדשים לתגובות הבאות:

1. פילמור של a-אולפינים: קטליזטורים המראים פעילות גבוהה ביותר, קטליזטורים לפילמורים חיים ולבלוק-קופילמור, קטליזטורים לפילמור סטראוסלקטיבי (איזוטקטי) בדרגה גבוהה במיוחד, קטליזטורים לפילמור אולפינים מופרעים סטרית, קטלזטורים נקיים אננטיומרית לפילמורים ייחודיים.

2. קטליזה אסימטרית ע"י קומפלקסים כירליים הכוללים מרכז מתכתי סטראוגני, תוך התבססות על מוטיבים כירליים חדישים כגון ביס(פירולידין) ואמינומתיל-פירולידין.

3. פילמור ע"י פתיחת טבעת של אסטרים כגון לקטידים ומונומרים דומים ממקורות מתחדשים (טבעיים).

4. תגובות העברת חמצן של אולפינים וסולפידים.

5. חקר כריכה כירלית סביב מרכזים מתכתיים שונים.

פרופ' דורון שבת

כימיה ביואורגנית

1. נוגדנים קטליטיים : סינתזה אורגנית באמצעות נוגדנים קטליטיים, שימוש בנוגדנים קטליטיים להפעלה ספציפית של תרופות כימותרפיות כנגד תאי סרטן, פיתוח והכנה של נוגדנים קטליטיים חדשים.

2. שחרור תרופות מבוקר: Controlled Drug Delivery:

   1. תכנון וסינתזה של "מתאמים כימיים", המתאימים לקישור של תרופה ל-Targeting Device בתצורה המופעלת ע"י חיתוך אנזימתי.

   2. תכנון וסינתזה של “Prodrugs” המתאימים לטיפול סלקטיבי בסרטן.

3. מערכות מולקולאריות עם יכולת פרוק עצמית למטרת הגברת אותות כימיים וביולוגיים.

4. פיתוח של חיישנים מולקולאריים בתחום האינפרא אדום הקרוב למטרת הדמייה וגילוי מוקדם של סרטן.