Более десятка новых органических соединений спиропиранов, меняющих цвет при изменении освещения, синтезировали учёные НИИ физической и органической химии ЮФУ.
Спиропираны – это органические соединения, обладающие фотохромными свойствами – они изменяют цвет при воздействии света. Благодаря этой особенности такие молекулы могут использоваться в медицинских и других технологиях.
Полученные вещества могут использоваться в качестве флуоресцентных зондов и маркёров для медицинских приложений, а также могут оказаться перспективными средствами в борьбе с раковыми клетками и хроническими заболеваниями.
Исследователи Южного федерального университета синтезировали 12 новых спиропиранов с фотоуправляемой флуоресценцией, в структуру которых входят различные заместители и анионы.
– Спиропираны – одни из наиболее интересных классов органических фотохромных соединений. Под действием ультрафиолетового или видимого света они способны резко изменять флуоресцентные свойства. Это делает их перспективными кандидатами для использования в качестве зондов с управляемой флуоресценцией, – рассказал старший научный сотрудник лаборатории специального органического синтеза ЮФУ Артём Пугачёв.
В рамках исследования было установлено влияние строения полученных соединений на их свойства.
Так, по словам учёных, токсичность соединений зависит от аниона в составе молекулы, а спектральные характеристики определяются прежде всего структурой молекулярного катиона.
– Это означает, что за счёт выбора структуры молекулярного катиона можно получить вещество с нужными флуоресцентными характеристиками. А затем, подобрав подходящий анион, можно отрегулировать токсичность веществ, – пояснил Артём Пугачёв.
Учёный также отметил, что наименее токсичные флуоресцентные красители могут использоваться как маркёры для безопасного окрашивания живых тканей. Наиболее токсичные могут применяться в качестве тераностических агентов – специальных молекул, которые помогают обнаружить и уничтожить клетки раковой опухоли или скопление патогенных микроорганизмов. С помощью наименее токсичных соединений и флуоресцентного микроскопа ученые успешно визуализировали планктонные бактерии и бактериальные биоплёнки различных микроорганизмов.
– Бактерии в биоплёнках характеризуются повышенной устойчивостью к антибиотикам и зачастую именно они становятся причиной хронических заболеваний и отторжения имплантов. Потому важно вовремя обнаружить и уничтожить такие бактериальные образования, – рассказал исследователь.
В ближайшее время планируется исследовать противораковую активность полученных соединений. Учёные также рассчитывают получить и изучить спиропираны с другими функциональными заместителями и катионными гетероциклическими фрагментами, которые могут хорошо растворяться в воде и обладать антибактериальными и противораковыми свойствами.
Важно отметить, что о готовых препаратах и решениях, доступных в медицинских учреждениях и в аптеках, пока говорить ещё очень рано. Пока разработан только подход к потенциальному лечению ряда заболеваний, в том числе и онкологических.Но до его практического внедрения нужны ещё годы доклинических и потом, если метод себя оправдает, то и клинических исследований.
Центр общественных коммуникаций Южного федерального университета