Ewch i’r prif gynnwys
Niek Buurma

Dr Niek Buurma

Uwch Ddarlithydd mewn Cemeg Organig Gorfforol

Ysgol Cemeg

Email
Buurma@caerdydd.ac.uk
Telephone
+44 29208 70301
Campuses
Y Prif Adeilad, Ystafell 1.53, Plas y Parc, Caerdydd, CF10 3AT
Users
Ar gael fel goruchwyliwr ôl-raddedig

Trosolwyg

Links

Research Group: Biological and Organic Chemistry

Research Interests

Dr Buurma$acirc; s research is aimed at understanding reactions and interactions in aqueous solutions in order to control processes in water and is focused on two main areas.

The first area involves the development of conjugated DNA-binders with interesting optoelectronic properties for molecular diagnostics and therapeutic purposes as well as for use in self-assembled nanobioelectronic systems. Our contributions to this area include the synthesis of news DNA-binding compounds and subsequent studies of their DNA-binding properties as well as the development of data-analysis software for the analysis of isothermal titration calorimetry (ITC) data for complex coupled equilibria.

The second area of interest involves the study of organic reactions in aqueous solutions. We currently focus on studies of micellar medium effects, kinetic and mechanistic studies of surfactant-assisted metal-catalysed as well as nanoparticle-catalysed reactions. In addition, we study pharmaceutically relevant racemisation processes (in collaboration with AstraZeneca).

The ultimate aim of all our projects is to develop and use our ability to control and direct reactions and interactions in aqueous solution, bringing chemistry, (nano)engineering and nature together.

For more information, click on the 'Research' tab above.

Teaching

CH0001 Fundamental Aspects of Chemistry

CH3203 Organic Chemistry of Multiply bonded Systems

CH3303 Advanced Organic Chemistry

CH2306 Application of Research Methods

CH3405 Organic Chemistry 2

CHT216 Colloquium

Cyhoeddiad

2024

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2006

2004

2003

2001

Articles

Book sections

Ymchwil

Mae'r ddau brif faes ymchwil yn y grŵp (datblygu rhwymyddion DNA-rhwymyddion cytseiniaid ac astudiaeth o adweithiau organig mewn atebion dyfrllyd) yn cwmpasu sawl prosiect cysylltiedig.

Targedu DNA

Mae DNA yn darged pwysig ar gyfer cyffuriau a genosynwyryddion posibl. Felly mae moleciwlau sy'n caniatáu rheolaeth dros ddetholusrwydd a chysylltiad ar gyfer DNA o ddiddordeb arbennig fel genosynyddion (a/neu asiantau therapiwtig). Rydym yn datblygu motiffau DNA rhwymo newydd sy'n cynnwys systemau wedi'u cydgysylltu'n llawn sy'n arddangos newidiadau mewn eiddo optoelectroneg ar ôl rhyngweithio â DNA. Defnyddir y moleciwlau hyn fel sensitisers mewn biosensitisyddion sy'n canfod presenoldeb pathogenau bacteriol trwy ganfod eu dilyniannau DNA unigryw. Yn y synwyryddion hyn, amlygir ffurfio helics dwbl rhwng llinyn dal a llinyn targed oherwydd bod y sensitisers yn rhwymo i'r DNA deublyg ffurfiedig.

Yn yr un modd, gellir defnyddio moleciwlau sy'n targedu DNA mewn cymwysiadau mewn fforensig. Rydym yn datblygu llifynnau ar gyfer canfod tystiolaeth olion biolegol mewn lleoliadau trosedd yn ddiogel ac yn ddiogel, heb ddiraddio'r dystiolaeth yn y broses. Rydym wedi nodi sawl cyfansoddyn o ddiddordeb yr ydym yn eu profi gan ddefnyddio dulliau cemeg ffisegol mewn modelau o olygfeydd trosedd i asesu sensitifrwydd a detholedd.

Ar wahân i fod yn darged diddorol ar gyfer cymwysiadau biofeddygol a fforensig, mae DNA ynddo'i hun yn ffurfio bloc adeiladu amlbwrpas ar gyfer ystod o strwythurau 3D. Mae cyfuno'r strwythurau 3D hyn â moleciwlau sy'n rhwymo DNA â phriodweddau electronig diddorol yn agor byd nanobioelectroneg. Yn y maes hwn, rydym yn datblygu dulliau newydd a thechnegau dadansoddol i nodi'r blociau adeiladu ar gyfer nanostrwythurau swyddogaethol hunan-gydosod.

Am drosolwg o'r cymwysiadau hyn, gweler ein pennod llyfr yn "DNA mewn Cemeg Supramoleciwlaidd a Nanodechnoleg".

Adweithedd organig mewn atebion dyfrllyd

Mae ein diddordeb mewn adweithedd organig yn canolbwyntio ar atebion dyfrllyd.

Mae astudiaethau cinetig a mecanistig o adweithiau hiliol mewn atebion dyfrllyd yn un o'n meysydd diddordeb allweddol. Er gwaethaf diddordeb aruthrol mewn synthesis enantioselective , anwybyddwyd maes sefydlogrwydd y siral ers degawdau. O ganlyniad, mae adnoddau sylweddol yn cael eu gwario ar synthesis enantioselective o ganolfannau stereogenig dibwrpas, hy canolfannau ystrydebol a fydd yn rasio'n gyflym wrth eu defnyddio mewn atebion biolegol berthnasol. Rydym wedi datblygu'r rhagfynegiad meintiol cyntaf o risg hil gyda chymhwysedd cyffredinol. Mae'r dull rhagfynegol hwn yn caniatáu i ymchwilwyr yn y diwydiant a'r byd academaidd osgoi canolfannau stereogenig ansefydlog ac fe'i cyhoeddwyd fel "Papur Poeth" yn Angewandte Chemie . Mae gan yr ymchwil hon gymwysiadau amlwg mewn cemeg feddyginiaethol a thu hwnt.

Rydym hefyd yn defnyddio ein dealltwriaeth o effeithiau cyfryngau adwaith mewn atebion dyfrllyd wrth ddatblygu adweithiau pontio â chateli metel gan ddefnyddio cyfadeiladau moleciwlaidd a nanoronynnau fel catalyddion.

Yn olaf, mae gennym ddiddordeb mewn astudiaethau mecanyddol o brosesau pylu ffotocemegol ac rydym yn cynnal astudiaethau o'r fath mewn cydweithrediad â'r grŵp o Dr Joe Beames.

Datblygu model a dull

Mae ein hymchwil yn aml yn gofyn am ddatblygu modelau mathemategol newydd neu ddatblygu technegau arbrofol newydd.

Un o'r technegau a ddefnyddir ar gyfer astudio rhyngweithio â DNA a macromolecylau eraill (bio) yw calorïaumetreg titrad isothermol (ITC). Rydym yn datblygu meddalwedd dadansoddi data ar gyfer ecwilibia cymhleth (coupled). Mae ein meddalwedd yn cyfuno cyfuniad modiwlaidd o brosesau rhyngweithio, algorithmau optimeiddio o ddeallusrwydd artiffisial, a dadansoddiad pwerus ôl-ffitio paramedr-ddilysrwydd. Mae'r cyfuniad hwn yn sicrhau'r hyblygrwydd mwyaf posibl wrth ddadansoddi data tra'n cadw paramedrau ystadegol arwyddocaol. Mae ein meddalwedd yn cael ei ddefnyddio ledled y byd ac yn aml yn ffurfio sail cydweithrediadau gyda'r byd academaidd a diwydiant.

Mae ein hastudiaethau o adweithiau a rhyngweithiadau hefyd yn gofyn am ddatblygu modelau mathemategol ar gyfer dadansoddi data arbrofol. Er enghraifft, yn ychwanegol at ein meddalwedd ar gyfer dadansoddi data ITC cymhleth, rydym wedi datblygu modelau ar gyfer dadansoddi byd-eang o kinetics ensym pH a thymheredd dibynnol, ar gyfer dadansoddi data cinetig ar gyfer catalysis gan nanoronynnau aur wedi'u crynhoi o fewn cragen thermosensitif, ac ar gyfer rhwymo metelau i systemau cynnal deuol.

Oherwydd yr angen am ddata meintiol, cefnogir llawer o'n hymchwil hefyd gan gemeg ddadansoddol. Felly mae'r defnydd o dechnegau dadansoddol presennol a datblygu technegau newydd yn bwysig hefyd.

Deallusrwydd artiffisial mewn cemeg

Mae'r grŵp wedi datblygu meddalwedd dadansoddi data ers ymhell dros ddegawd. Mae'r algorithmau deallusrwydd artiffisial a ddefnyddir mewn dadansoddi data hefyd yn cynnig potensial wrth optimeiddio ymateb. Rydym yn defnyddio algorithmau o'r fath, sy'n rhedeg ar gyfrifiaduron Raspberry Pi, i ddatblygu systemau optimeiddio adweithiau awtomataidd cost isel mewn cydweithrediad â'r grŵp o Joe Beames. Un o'r rhesymau dros ddatblygu'r systemau hyn yw ein bod yn credu y dylai llwyfannau optimeiddio adweithiau fod yn fforddiadwy i bob grŵp ymchwil fel bod ymchwil mewn cemeg yn parhau i fod yn hygyrch i bawb sydd am archwilio syniad synthetig da.

 

I gael rhagor o wybodaeth am brosiectau penodol sydd ar gael gyda Dr Niek Buurma, darllenwch adran Synthesis Moleciwlaidd ein themâu prosiect ymchwil.

Bywgraffiad

MSc (1997) and PhD (both cum laude), University of Groningen (2003, J. B. F. N. Engberts). Postdoctoral Research Fellow, University of Sheffield (2002-2006, C. A. Hunter and I. Haq). Appointed Lecturer in Physical Organic Chemistry, Cardiff, in 2006.

Member of the Royal Society of Chemistry, Fellow of the Higher Education Academy. Member of the RSC Physical Organic Chemistry Group committee. Unilever Research Prize 1998.

Meysydd goruchwyliaeth

Goruchwyliaeth gyfredol

Emily Judd-Cooper

Emily Judd-Cooper

Myfyriwr ymchwil