20 декабря 2024
Ученые химического факультета и факультета наук о материалах МГУ совместно с коллегами из ряда институтов РАН решили сложную задачу по синтезу органометаллических комплексов сразу с двумя разными лантанидами. Молекулы уже подтвердили свои свойства как термолюминесцентные термометры. Работа поддержана грантом РНФ № 23-23-00293. Результат опубликован в Journal of Materials Chemistry С.
Клик-реакции (от слова click – щелчок) - быстрые реакции, протекающие в мягких условиях и с количественным выходом, то есть полностью. Другими словами, продукт получается, как "по щелчку".
Эти реакции настолько важны и настолько широко используются для получения соединений разных классов, что в 2022 году за их развитие была присуждена Нобелевская премия. Однако комплексы лантанидов – соединения с уникальными люминесцентными свойствами - долгое время оставались "за скобками" этого направления. В первую очередь это вызвано особенностью химии лантанидов: их комплексы очень непрочные, и в ходе клик-реакции, катализируемой катионом меди(I), они просто развалятся: медь вытеснит лантанид из состава комплекса. При этом было бы очень полезно получить соединения, содержащие два или более различных лантанида в своем составе. "Комплексы с двумя лантанидами можно использовать как люминесцентные термометры, -- рассказывает автор работы, в.н.с. химического факультета МГУ и профессор ФНМ МГУ, д.х.н. Валентина Уточникова. – Такие термометры могут обратимо или нет менять диапазон излучения в зависимости от температуры. Другое применение -- ап-конверсионная биовизуализация. Это способ подсвечивания отдельных частей клеток или живых организмов за счёт люминесценции вещества в видимой области, которая поглощает свет в ИК области. Также можно использовать билантанидные комплексы в тераностике. Это способ лечения, при котором лекарство даёт обратный сигнал о состоянии больного. К примеру, в случае лечения нагревом магнитных частиц в раковых клетках в переменном магнитном поле (гипертермия) необходимо точно отслеживать температуру клетки. Потому что разница между температурой выживания здоровых и раковых клеток мала. Если лекарство способно к люминесценции, которая зависит от температуры, то при нагреве клеток можно контролировать нагрев по люминесценции самой частицы".
Ученые МГУ нашли решение – они получили комплексы лантанидов с так называемыми основаниями Шиффа. "Эти азотсодержащие органические соединения с одной стороны оказались достаточно цепкими для удержания катиона лантанида в ходе клик-реакции, а с другой – обеспечили ионам лантанидов эффективную люминесценцию в ИК-диапазоне", -- говорит м.н.с. ФНМ МГУ Даниил Кошелев.
В результате ученые химического факультета и факультета наук о материалах МГУ совместно с коллегами из ИОХ РАН, ИНЭОС РАН, ИНХС РАН и ФИАН получили гетеробиметаллические молекулы, то есть содержащие два разных катиона металла. Молекулы уже показали себя как хорошие "люминесцентные термометры", их также можно использовать для бесконтактного измерения температуры в клетках.
