Ученые придумали, как из сахара создавать светящиеся красителиИсточник: Freepik

Ученые Уральского федерального университета совершили прорыв в области создания флуоресцентных материалов, разработав метод синтеза светящихся красителей из доступных углеводов. Суть открытия заключается в преобразовании молекул, с которыми человек сталкивается ежедневно, чувствуя аромат свежеиспеченного хлеба или сахарной ваты, в высокотехнологичные продукты для биомедицины. В результате нескольких этапов синтеза из сахара или целлюлозы исследователи получают биосовместимые флуорофоры, структурно близкие к соединениям, содержащимся в свекле. Эти молекулы, известные как 4-пироны, обладают уникальными свойствами и большим потенциалом для практического применения.

"Первоначально известные как основа для создания первых органических светодиодов (OLED), пироновые красители в настоящее время демонстрируют значительный потенциал в биомедицинской сфере, включая диагностику и терапию. Разработка таких ценных материалов из возобновляемых ресурсов представляет собой одно из перспективных направлений современной химии. Ключевыми принципами данной работы являются использование доступных реагентов и внедрение удобных и эффективных методов синтеза." - Дмитрий Обыденнов, доцент кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений УрФУ.

Российским ученым удалось раскрыть структуры и отработать методы синтеза, создав около пятидесяти новых красителей. Некоторые из них близки к этапу внедрения.

В ходе нескольких этапов синтеза из сахара или целлюлозы получаются биосовместимые флуорофоры — светящиеся красители. Источник: Unsplash

Особенность подхода уральских химиков заключается в использовании максимально дешевых реактивов и простых методов, что делает процесс экономически выгодным и перспективным для масштабирования. В основе этих материалов лежит AIE-эффект, при котором свечение усиливается при агрегации молекул, что выгодно отличает их от традиционных аналогов, тускнеющих в подобных условиях.

Высокая фотостабильность, способность глубоко проникать в ткани и настраиваемое свечение открывают путь для применения красителей в нанотераностике. Это передовое направление медицины, сочетающее диагностику и терапию. Модифицированные люминофоры способны генерировать активные формы кислорода, вызывая гибель раковых клеток. Это делает их перспективными агентами для фотодинамической терапии, которая позволяет точечно воздействовать на опухоль, минимизируя ущерб для здоровых органов.