Российские ученые синтезировали люминофор (краситель) класса BODIPY и впервые получили его водорастворимую форму, которая, предположительно, может использоваться в качестве биомаркера для подсвечивания определенных клеток организма человека без применения токсичных растворителей. Инновационная методика позволит не только повысить растворимость данного люминофора в воде, но и сохранить при этом все его практически важные спектральные характеристики. Работа выполнена сотрудниками подведомственных Минобрнауки России Института химии растворов имени Г. А. Крестова РАН (ИХР РАН) и Ивановского государственного университета.
Также исследователи детально проанализировали спектральные характеристики BODIPY красителя в растворах и в составе твердых ультратонких пленок — монослоя толщиной в одну молекулу органического красителя. Такие пленки люминофоров применяются в современных оптических устройствах для передачи и преобразования энергии.
Следующим этапом стало введение синтезированного люминофора в биорелевантные среды, то есть среды максимально приближенные к внутренним жидкостям человеческого организма. Для этого краситель ввели в наноразмерные мицеллы («наноконтейнеры») при помощи биосовместимого полимера плюроник F127, что обеспечило ему хорошую растворимость.
«Мицеллы плюроника биосовместимы и водорастворимы. Они имеют гидрофильную (то есть способную взаимодействовать с водой) внешнюю поверхность и гидрофобную внутреннюю полость. Краситель внедряется в полость мицеллы и в такой форме может быть растворен в биорелевантных средах. Инкапсуляция красителя в мицеллы предотвращает его агрегацию (объединение молекул) и способствует сохранению практически значимых спектрально-люминесцентных свойств», — комментирует кандидат химических наук, научный сотрудник ИХР РАН Любовь Антина.
По мнению авторов, высокая способность мицелл плюроника F127 сохранять спектральные характеристики люминофора позволяет рекомендовать полученные мицеллярные материалы к использованию в биомедицине. Результаты исследований создают платформу для дальнейшей разработки нового перспективного направления применения органических BODIPY люминофоров.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России, ее результаты опубликованы в одном из международных научных изданий. Часть используемого авторами оборудования была закуплена в рамках программы обновления приборной базы, реализуемой Минобрнауки России в рамках нацпроекта «Наука и университеты».