- 320
- 0
Химики Уральского Федерального Университета создали точный и безопасный сенсор определения уровня pH слюны
Анализ pH слюны — доступный и неинвазивный метод клинической диагностики. С его помощью на ранней стадии можно определять болезни желудочно-кишечного тракта: гастрит, язву, дуоденит и др. Уровень pH влияет и на зубы: даже незначительное повышение кислотности слюны может стать причиной кариеса и других проблем.
Флуорофор — многоразовый, нетоксичный, с сильным и стабильным излучением — улавливает малейшие колебания (десятые доли) рН в биологических жидкостях. Анализ проводится с помощью микродоз вещества и спектрофлуориметра, в котором это вещество облучают специальной лампой (ее ресурс — десятки тысяч часов).
Данные об уровне pH появляются через 5–7 секунд.
Для создания сенсора химики применяли атом-экономный метод синтеза: не требовались катализаторы (никель, медь, палладий), дополнительные реагенты. Кроме того, сенсор растворим в воде.
«Современные флуорометрические датчики pH основаны на малых органических молекулах. Как правило, они очень чувствительны и способны определять необходимый аналит в очень малых концентрациях, вплоть до нано-концентраций. В основе нашего датчика — новое соединение. Мы ввели фторированный фрагмент, и это позволило нам получить необходимые свойства молекул — фотофизические, хемосенсорные», — поясняет автор работы, инженер-исследователь кафедры органической и биомолекулярной химии УрФУ Тимофей Мосеев.
Новое соединение — результат многолетней совместной работы коллективов кафедр органической и биомолекулярной химии, аналитической химии ХТИ. По словам научного руководителя, директора химико-технологического института УрФУ Михаила Вараксина, Мосеев занимался научно-исследовательской работой по этой теме, начиная со второго курса бакалавриата, с 2015 года, войдя в состав научной группы.
«В аспирантуре Тимофей продолжил эту тему. Она легла в основу кандидатской диссертации, которую он на днях успешно защитил на год раньше срока окончания аспирантуры, — рассказывает Михаил Вараксин. — За эти годы было синтезировано и исследовано более 70 новых соединений, шесть из которых показали нужные результаты. В итоге одно было отобрано в качестве флуорофора и легло в основу сенсора».
«В классическом методе синтеза для соединения двух молекул необходимы активные фрагменты, которые взаимодействуют друг с другом, и таким образом получается новое соединение. Но принципы „зеленой химии“ требуют, чтобы реакции проходили без побочных продуктов, в нетоксичных растворителях (в воде), и с минимальным использованием активных фрагментов. Если эти активные фрагменты убрать, остается самая простая в органической химии связь „углерод–водород“. Реакция проходит между ними. Таким образом, получится атомная экономия. Поскольку реакция происходит между C-H/C-H, то в побочных продуктах чаще всего оказывается вода или подобное соединение. В результате синтеза меньше и побочных, и вредных продуктов», — объясняет суть процесса Тимофей Мосеев.
Новые хемосенсоры, которое получили уральские химики, можно использовать для анализа воды (кислотности, наличия металлов или токсинов) и в качестве флуоресцентных зондов, с помощью которых подсвечивают внутриклеточные процессы. Соединение накапливается в конкретном месте клетки и окрашивает определенную ее часть. Однако это направление применения предстоит еще изучить.
Ученые также планируют применить технологию в молекулярной электронике и других областях.
Уральский федеральный университет расположен в Екатеринбурге и является одним из ведущих вузов России. В 2020 году университет отметил 100-летие. Первые результаты совместных исследований образцов слюны с помощью сенсора, проведенных научными группами кафедр органической и биомолекулярной химии и аналитической химии химико-технологического института, опубликованы в журнале Dyes and Pigments.
Возможности современной диагностики, критерии и маркеры принятия верных решений в выявлении и терапии неоднозначных ситуаций гастроэнтерологии в рамках амбулаторного приема обсудят участники онлайн-конференции «Гастроэнтерология: редкие случаи - правильно принятые решения», которая состоится 19 октября 2022 года при участии главного внештатного гастроэнтеролога, зав. отделением лечения воспалительных заболеваний кишечника ГБУЗ «МКНЦ им. А.С. Логинова ДЗМ», врача-гастроэнтеролога, гематолога, терапевта высшей категории Князева Олега Владимировича.
Мероприятие будет аккредитовано баллами НМО.
Приглашаем к активному участию в трансляции!
Регистрация онлайн: https://therapy.school/events/19102022/
Источник материала статьи: https://urfu.ru/ru/news/42163/
