Российские ученые создали люминофоры, излучение которых избирательно гасится в присутствии некоторых токсичных соединений, таких как ацетон или амины. Благодаря этому свойству фосфор можно использовать для выявления опасных заболеваний, в том числе диабета, на ранней стадии, а также для анализа вредных веществ в сточных водах и газовых смесях. Это позволит контролировать уровень загрязнения окружающей среды отходами промышленных предприятий.
Как заявили в Минобрнауки России, научная группа из Института химии растворов им. Г. А. Крестова РАН (Иваново) совместно с сотрудниками Института органической и физической химии им. А. Е. Арбузова из Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук» (г. Казань), а также Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета (г. Казань). Для разработки новых люминофоров исследователи использовали спектральные методы исследования (ЯМР и ИК-спектроскопию, спектрофотометрию и спектрофлуориметрию), рентгеноструктурный анализ и квантово-химическое моделирование.
Люминофоры представляют собой синтетические вещества, способные преобразовывать поглощаемую ими энергию — световую, механическую или тепловую — в световое излучение. Органические люминофоры используются для производства флуоресцентных красок, люминесцентных материалов, сенсоров в косметологии. Их также часто используют химики, биологи, врачи и криминалисты для проведения различного рода анализов. В последние годы популярность органического фосфора значительно выросла. Идет активный поиск люминофоров для медицины. Новые люминофоры должны быть нетоксичны, устойчивы к УФ-излучению, работать в широком диапазоне рН и т. д. Однако не все люминофоры флуоресцентно чувствительны к характеру окружающей среды, что ограничивает их применение в живых организмах.
Новые люминофоры, созданные российскими учеными на основе дипиррометеновых красителей, могут «избирательно» тускнеть в присутствии некоторых токсичных соединений. К ним относятся ацетон и органические амины (производные аммиака). Обнаруженное свойство таких люминофоров открывает широкие перспективы для их использования в медицине и биохимических исследованиях, а также для использования в экологии при обнаружении токсичных соединений в газовых смесях и растворах.
Высокая чувствительность люминесцентных характеристик разработанных сенсоров позволяет создавать на их основе простые и недорогие тест-системы, наиболее пригодные для использования как в клинической биохимии, так и в экологии. Поэтому тест-полоски или таблетки можно использовать для экспресс-диагностики. Для их получения химики обрабатывают полоски фильтровальной бумаги или таблетки, спрессованные из порошка этилцеллюлозы, раствором фосфора. Диагностику токсичных соединений проводят по изменению окраски пробы в ультрафиолетовом свете после контакта с растворами, в том числе сточными водами предприятий, или с газовыми смесями, содержащими аналиты. Эта методология также может быть использована для быстрого анализа ацетона в выдыхаемом человеком воздухе для выявления диабета на ранней стадии. Высокоточное определение микроколичеств токсичных соединений в растворах и газовых смесях может быть выполнено с использованием градуировочных зависимостей эффективности флуоресценции от концентрации конкретного аналита при наличии простейшей модели спектрофлуориметра.
Относительно простая структурная модификация молекул дипиррометеновых люминофоров позволяет значительно повысить чувствительность и избирательность их сенсорных характеристик, что открывает большие перспективы для дальнейшего развития в этой научной области.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен