Chiroptical spectroscopy as a tool to study carotenoid aggregation in model lipid bilayers

Celem niniejszej pracy była analiza spektroskopowa niepolarnych karotenoidów w modelach błon lipidowych, a także zbadanie zdolności tworzenia przez nie agregatów oraz ich struktury w układach modelowych, co znajduje odzwierciedlenie w układach biologicznych. W badaniach wykorzystano podstawowe metody spektroskopowe, takie jak spektroskopia rozpraszania ramanowskiego oraz spektroskopia absorpcyjna UV-Vis. Wykorzystano również techniki czułe na chiralność – ramanowską aktywność optyczną i elektronowy dichroizm kołowy. Karotenoidami poddanymi analizie spektroskopowej były chiralny α-karoten oraz achiralny β-karoten. Związki te utworzyły wewnątrz dwuwarstwy lipidowej struktury supramolekularne dające inne profile spektralne. Ponadto zaobserwowano zjawisko indukcji chiralności, polegające na przekazaniu przez chiralne molekuły na skutek oddziaływań międzycząsteczkowych aktywności optycznej cząsteczkom, które jej nie wykazują.

The aim of this work was spectroscopic analysis of non-polar carotenoids in lipid membrane models, as well as to investigate their ability to aggregate and their structures in model systems, which is reflected in biological systems. Basic spectroscopic methods such as Raman spectroscopy and UV-Vis absorption spectroscopy were used in the research. Additionally, chiroptical spectroscopic techniques - Raman Optical Activity and Electronic Circular Dichroism were also applied. Chiral α-carotene and achiral β-carotene were subjected to spectroscopic analysis. These compounds formed inside the lipid bilayers supramolecular structures giving different spectral profiles. Moreover, chirality induction was observed, the phenomenon which is based on the transfer of optical activity by chiral molecules due to intermolecular interactions with molecules that do not exhibit it.