«Мы работаем с химическими оптическими сенсорами, а именно, бордипирриновыми люминофорами (BODIPY). Эти соединения отличает два важных фактора. Во-первых, они ярко окрашены и могут флуоресцировать, то есть сами испускают свет. Во-вторых, их структуру очень удобно настраивать под конкретные применения, в том числе для решения задач оптической сенсорики и терапии патологических состояний», – приводятся слова ученого в пресс-релизе, поступившем в газету ВЗГЛЯД.
В медицине оптические сенсоры востребованы не только для проведения анализов биологических жидкостей – крови, мочи, слюны: «Они могут использоваться и внутри организма. Например, когда стоит задача выделить точки локализации раковых клеток, – пояснил Марфин.
«А вообще область применения оптических сенсоров может быть любой, где нужно точно, качественно и быстро определить какое-либо вещество. Например, в цеху, где происходит синтез химических соединений и нужно контролировать предельно допустимую концентрацию вредных веществ», – отметил ученый.
Оптические сенсоры одни из самых перспективных, потому что позволяют достичь очень высокой точности. Механизм их действия состоит в следующем: «Сенсор начинает работать, когда происходят направленные изменения в его структуре под действием внешних факторов, например, за счет химического связывания с анализируемым веществом, что приводит к появлению или исчезновению свечения сенсора».
Марфин пояснил, что «проблема в том, что сенсоры, которые работают по принципу химического взаимодействия, не отличаются высокой избирательностью, и кроме целевого анализируемого вещества могут взаимодействовать с другими молекулами. Такая ситуация не подходит для сложных биологических систем: будет большое число ложных срабатываний сенсора. Поэтому необходимо придумывать более изобретательные способы их работы».
Он подчеркнул, что его работа носит фундаментальный характер и заключается в том, чтобы изобретать такие механизмы: «Такой механизм или механизмы можно будет использовать при конструировании конкретных молекул под разные применения. Например, для более раннего определения болезни Альцгеймера, онкологических заболеваний или патологий, связанных с кровеносной системой».
Конструированием сенсоров на основе BODIPY во всем мире занимается только победитель конкурса «Лидеры России» Юрий Марфин с коллегами из Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина. В команде проекта – семь химиков, специализирующиеся на органическом синтезе, вычислительной химии и физической химии.