Химики Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали новые методы синтеза молекул, обладающих свойствами селективных флуоресцентных зондов. Такие зонды, в частности, применяются для изучения биохимических процессов в медицине. Результаты этой работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Королевского химического общества Великобритании.
Александр Голованов. Автор фото: Артем Чернявский
Исследования учёных по созданию новых материалов для органической химии поддерживает Российский научный фонд (РНФ). Проект доктора химических наук Александра Голованова выиграл грант, превышающий 21 млн рублей, на срок 3 года. Вот уже год химики ТГУ ищут способы получения новых веществ, в которых сейчас остро нуждаются современная медицина и электроника.
– За прошедший год нам удалось разработать методы синтеза новых молекул, обладающих свойствами селективных флуоресцентных зондов. Такие молекулы могут связываться с ионами различных металлов (например, ртути, свинца, кадмия), а образующиеся при этом металлокомплексы обладают флуоресценцией (способностью светиться, – прим. ред.), – говорит Александр Голованов. – Уникальность полученных молекул заключается в избирательном связывании (комплексообразовании) с теми или другими ионами при их (ионов) совместном присутствии. Селективность связывания определяется небольшими изменениями структуры зондов. Это позволяет обнаружить и определить концентрацию металлов в самых различных объектах. Например, в биологических, при их токсикологической экспертизе. Это главный прикладной аспект проекта. Подчеркну, что селективностью связывания можно управлять, слегка меняя структуру молекулы. Зондов подобного типа известно немного.
Флуоресцентные зонды – это вещества, изменяющие флуоресценцию, когда к ним присоединяется определённая молекула. С их помощью можно детально исследовать химический состав живых клеток и даже организмов. Простота и экономичность флуоресцентных методов делают их незаменимыми в решении задач экологического контроля, физико-химического анализа, клинической диагностики. В частности, с помощью флуоресцентных зондов можно прогнозировать развитие заболеваний, выявлять факторы риска, контролировать эффективность терапии.
Исследователям ТГУ принадлежит идея применить синтезированные ими молекулы для контроля содержания некоторых примесей в магниевых сплавах. В научно-исследовательском институте прогрессивных технологий (НИИПТ) ТГУ разрабатывают технологии получения таких сплавов для изготовления медицинских изделий, в том числе биорезорбируемых имплантатов.
В научную группу Александра Голованова, работающую над проектом, входят сотрудники НИИПТ ТГУ Иван Один и Дмитрий Гусев, аспиранты Сергей Соков и Радик Итахунов.
– В текущей лабораторной работе в ТГУ нам постоянно помогает инженер НИЛ-13 ТГУ Ираида Савина. Без её знаний и умений было бы гораздо сложнее справляться с огромным объёмом экспериментов, – подчёркивает Александр Голованов. – Важную часть проекта, касающуюся измерения фотофизических характеристик полученных веществ, выполняют учёные из университета ИТМО Анастасия Пивень и Дарья Дармороз под руководством Татьяны Орловой. В рамках исследования мы взаимодействуем также со Станиславом Грабовским из Уфимского института химии, коллегами из Санкт-Петербургского НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека.
Полученные группой учёных за год совместной работы научные результаты высоко оценили эксперты РНФ, утвердив дальнейшее финансирование проекта.
– Теперь начинается второй этап. Нужно внимательно и всесторонне исследовать комплексообразование ионов металлов с синтезированными флуоресцентными зондами. Для внедрения этих соединений в аналитическую практику необходимо множество количественных характеристик, – рассказал Александр Голованов. – Скрининг соединений – а зондов и металлов довольно много – позволит отсечь ненужное и составить «соединения-лидеры». Уверен, что второй год проекта принесет нам немало интересного и полезного.
Разработанные методы синтеза и свойства полученных флуоресцентных зондов учёные описали в статье, которая опубликована в Organic Biomolecular Chemistry – журнале, издаваемом Королевским химическим обществом Великобритании (RSC). Еженедельный рецензируемый научный журнал публикует только оригинальные и важные исследования и обзоры, демонстрирующие значительный прогресс и оказывающие существенное влияние на органическую химию в целом.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Тольяттинского государственного университета
Автор фото: Артем Чернявский
